■資料來源:SPE 塑料工程師學會
注：這是三部分系列的第三部分，包括金屬注 射成型(1)趨勢，(2)材料/工藝的進步和(3) 應用
金屬注射成型(MIM)依靠的是一種熱塑性聚合物共混 物，體積約為60%的小型金屬粉末填充。這種聚合物 和粉末的混合物是注射成型形成一個複雜的形狀。一旦 成型完成，聚合物(粘合劑)被提取，小粉末被燒結。
燒結是一種旨在誘導顆粒緻密化的高溫熱處理.因此， 最終產品通常比模具小15%，但緻密程度達到機械和物 理性能與鍛制金屬材料相當的水平。雖然通過MIM可 以製作出許多複雜的幾何形狀，但只有某些部件的特性 才能證明具有成本效益。小粉末比熟料貴，因此有一個 初始材料成本的損失。
早期識別與MIM技術相匹配的設計有助於確保經濟成 功。典型的考慮因素包括材料、性能、部件尺寸和形狀、 公差、生產成本、生產數量和設計特徵。例如，MIM擅 長用死角孔、燕尾、槽、螺紋或曲面形成形狀。作為考 慮MIM的起點，接下來的圖總結了典型的、最小的和 最大的屬性。有些解釋是有道理的。在實踐中，有許多 技術變體-粉末類型，粘結劑配方，脫粘技術和燒結爐。 這種變化會影響到每個公司的能力。因此，生產商與生 產商之間存在著很大的差異，這在很大程度上取決於設備的年代。
MIM功能
讓我們首先看一下手機鉸鏈槍管，關節和凸輪MIM 電子應用開發。 Parmatech公司的手機鉸鏈槍管/指 節/凸輪適用於最終用戶摩托羅拉是一個由四部分組 成的組件，可用於舊式摩托羅拉Model V60C手機的 翻蓋組件。零件壁薄，幾何形狀複雜，除MIM外， 任何工藝都難以經濟地製造。它們的密度為7.6克/ 厘米(克/立方厘米)。
凸輪和轉向節由17-4PH不銹鋼粉末製成，最小抗拉 強度為 793 MPa（MegaPascals，115,000 psi），最 小屈服強度為648 MPa（94,000 psi），伸長率為4％。
鉸鏈筒由316L不銹鋼粉末製成，是一種非磁性合金， 最小抗拉強度為 448 MPa（65,000 psi），最小屈服 強度為 138 MPa（20,000 psi），伸長率為 40％。右 鉸鍊和左關節組裝在鉸鏈筒的相對兩端以形成翻轉組 件機構。右轉向節上的橢圓形孔裝有一根光管，左轉 向節上的槽是一根導管，用於在手機座和翻蓋組件之 間進行接線。
手機鉸鏈槍管，指關節和凸輪
除了凸輪之外，關節和鉸鏈筒製造系統是通過批量溶 劑，脫脂，燒結和後燒結的大量部件流動製成的。凸輪和關節製成網狀。鉸鏈筒的長度和槽直徑被鑄造， 並且槽端翼片通過自動裝置扭轉。
在嚴格的工藝控制條件下，每月生產幾十萬件，同時 保持質量標準 cp 為 2.0，CPK( 工藝能力 ) 為 1.5。設 計了鉸鏈筒的長度和槽徑，並將關節拋光到A類表面 光潔度。凸輪和鉸鏈筒鍍鎳聚四氟乙烯，具有潤滑性 和耐磨性。其次，針驅動和遠側關節裝配是MIM醫 療應用的一個很好的例子。史密斯金屬產品的針頭驅 動和終端用戶直觀手術的遠側安裝是由17-4PH不銹 鋼粉末製成的針頭驅動器和遠端刀。
針驅動和遠端U形夾組件
這些部件在微創內窺鏡daVinci機器人手術系統中 起作用。高精度機器人系統執行複雜的手術操作， 因為動態控制的關節提供了儀器尖端的人類手腕的 靈活性。在一般腹腔鏡手術中，穿刺針插入到肩胛 骨遠端，縫合切口。毛坯抓地力的兩部份是由客戶 配對並加工成所需形狀的。驅動電纜通過針的樞軸 點上方的孔插入。遠端U形夾以淨形狀供應，除了 最終的表面修整操作。這些部件的密度範圍為7.68
7.72g /cm³（克 / 立方厘米）。遠端 U 形夾具有 35-38 HRC硬度和10％的伸長率。拉伸屈服強度為 1100MPa（160,000psi）。針式驅動器的硬度範圍為 38 – 42，伸長率為8％。拉伸屈服強度為1070MPa （155,000psi）。與數控加工棒料零件相比，金屬注 射成型節省了90％的成本。
接著，以一個泵體和空腔板為例，給出了一個很好的 工業實例。飛利浦公司的工業泵體和最終用戶霍尼韋 爾空腔板由複雜的316 L部件組成，與以前的機械泵 相比，這些部件提供了更好的可靠性和簡化裝配。■
