■耀德講堂 / 邱耀弘 博士
魔術(MAGIC = Many A Grade In Company)
有人說MIM很神奇近乎魔術,如巧克力強度的射出後生坯在燒結竟能等比例的收縮成為金屬零件。對此,Dr. Q笑笑地否認又承認,在MIM界所謂的魔術是需要許多A級人才集合在同一家公司才能做到的,A級的老闆+工程團隊+業務團隊+……等許多A級人才的組合創造了今天這個局面,既非魔術但又是魔術。
那麼,有哪些A級的工作和細節要注意呢?圖1是耀德講堂一直強調的12道攻關課題,放心,這不是葵花寶典,不需要自宮也能成功。自己用心做功課是必要的成功要素,只有信任科學才能得到捷徑,千萬不要道聽塗說。
本期的內容多少因為Dr. Q的技術癮透露了一些關鍵小技巧,但是請公司內的研發或工程一定親身下去執行,尤其是您原本認為最熟悉的射出成型,可能是一直以來最多問題的隱藏之處,那就是MIM品質惡魔所藏身之處,放大檢驗、切割分析、注重細節,很快地你就能發現問題的根源。
走在勇往直前的道路、不知多少孤獨的夜晚
是的,這就是曾經的我們最佳的寫照,現在的一切付出和煎熬都是為了讓未來的您感謝現在的你。和Dr. Q一起看看整個業界的未來走向!
心有多大,就能做多大:新材料與應用的開發
首先討論的是「MIM的產品走向」,由於疫情的導向,Dr. Q這兩年無法順利外出,因此盡量在廣東省內拜訪MIM廠家,意外的發現三個城市消耗大量不鏽鋼,分別是廣東省東莞市的手錶工業消耗316L不鏽鋼;陽江市的民用刀具市場──十八子菜刀(李氏)使用420不鏽鋼;揭陽市的不鏽鋼廚具與衛浴設備的201 / 304 / 316不鏽鋼,這些民生用品的五金零件逐漸地轉向以MIM的方式來製作產品粗坯,搭配二次加工使產品完成外觀上的最終品質。(如圖2)
尺寸與重量變大的MIM產品首先面臨到材料費用的衝擊,要對比鑄造件使用每公斤單價在30~45人民幣的範圍,MIM業主必須審查有哪些可能辦得到的材料和其性能符合度,由此引發了粉末製造低成本的研究。先要進行MIM可能進入的行業別,以及他們喜歡使用的材料牌號,調查的結果發現如表1所表示的民用產品產業群與常用的材料牌號。
城市採礦:減碳減排的新模式
MIM製程必須使用的粉末原本要由礦產中提煉,然而上述三大地點由於加工興盛,傳統的板金片材必須經過大量的材料削減,才能獲得最終產品。那些被大量削減加工的邊角材料正可被MIM產業所利用,這些物料是已經被精煉的乾淨材料,只要能夠正確地加以分類收集,做好物流的規劃,我們可以把MIM和這些產業連結成綠色閉環系統,節能又減碳,三方(板材用料方、MIM製粉、MIM粉末使用方)都獲得好處。圖3是都市採礦的「原礦」。
經過Dr. Q一年多的推廣和嘗試,只要能夠正確的分類防止交叉汙染,噴粉廠設立的位置建立接近集中點,確實可以完成上述的都市採礦作業。比較可惜的是由於中國國內不鏽鋼板材大多走工業標準的下限,其中主要元素(鎳、鉻、鈮、鉬)可能要進行添加,能夠擠出的利潤就相對減少,這必須和地方政府協商是否有環保政策補貼能夠協助,同時另一方面是霧化設備的改善提高收成率,Dr. Q呼籲各界共同努力,一起幫助都市採礦的實現。
用心看細節:MIM的製程展望
喂料混合技術
並非所有的金屬產品製造都要把黏結劑燒除,MIM的喂料技術是延伸橡膠開煉的工藝,只要控制粉末顆粒的形貌和表面條件,選用正確的黏結劑,便可以把喂料的技術應用在一體是電感的磁性包覆材、積層製造的黏結劑噴射和雷射融合的粉糰、陶瓷粉末射出成型等等,目前正被加速的推展開來。
特別是磁性材料領域最有趣的鐵氧體材料,氧化鐵是目前最低成本且絕緣阻抗高的磁性材料,透過不同的粉末粒徑控制也可以實現粉末射出成型,但是困難度要比金屬和陶瓷材料高很多,因為除了粉末的形貌和表面狀況之外,氧化鐵受到脫脂過程的化學反應會造成顏色改變,而價數變化會導致成品的變形、龜裂以及磁性能降低,這必須一一進行問題了解與排除。
MIM的熱處理越來越重要
隨著鐵系金屬被全面推展,如果MIM廠自己不能進行MIM燒結後的熱處理,您會發現逐漸失去與客戶對談的空間和機會。在過去3年可以發現鐵系材料的強度、硬度、摩擦抵抗、磁性功能都被客戶疊加的提出,只能燒304 / 316 / 17-4PH / Fe-2Ni已經不能滿足客戶的要求,那麼加值廠內的熱處理則是必要的投資,建議大夥一起學習熱處理技術了。
何時會走下坡?
很難,甚至不會!如果您耐心地看完本期文章到這段,相信您會有很多想要嘗試的工作,不論您是業務、工程師、技術員甚至是投資者和老闆,因為我們不停歇,所以一直在負重前行。無論疫情的結束與否,學習和努力是沒有止境的,MIM大家庭還是歡迎大家的加入,尤其那些原本做塑膠射出、精密鑄造、鎂鋁鋅壓鑄,以及液態金屬製程、積層製造(3D列印)的朋友們,歡迎多多了解MIM技術,一起共榮成長。