Brizganje kovinskega prahu (MIM) je proizvodna metoda, ki združuje brizganje plastike in praškasto metalurgijo. Učinkovito lahko izdeluje zapletene, visoko{1}}natančne kovinske dele, zaradi česar je posebej primeren za izdelke z občutljivo strukturo in velikim povpraševanjem, kot so zobniki. Njegova glavna prednost je v doseganju geometrijske kompleksnosti, ki je nedosegljiva z enim samim postopkom oblikovanja, hkrati pa občutno zmanjša materialne odpadke in stroške po-obdelave. Zaradi tega je dragocena alternativa rezanju, natančnemu litju in drugim procesom v sodobni proizvodnji.
I. Tehnična načela in potek procesa
Ključ do tehnologije MIM je v sistemu mešanja kovinskega prahu in veziva. Sferični kovinski prah z velikostjo delcev manj kot 20 mikronov (kot je nerjavno jeklo, legirano jeklo in titanova zlitina) se običajno zmeša s termoplastičnim vezivom (kot je vosek ali polietilen) v določenem razmerju, da se ustvari tekoča surovina. Ta surovina se vbrizga v votlino kalupa s pomočjo stroja za brizganje, pri čemer se oblikuje zeleni del, ki je skladen z zasnovo zobnika. Postopek odstranjevanja veziva (odstranjevanje veziv s topilom, termično odstranjevanje veziv ali katalitsko odstranjevanje veziv) nato odstrani večino veziva, čemur sledi zgoščevanje kovinskih delcev v visoko-temperaturni peči za sintranje.
V primerjavi s tradicionalno obdelavo zobnikov MIM odpravlja več postopkov, kot so struženje, rezkanje in brušenje. Na primer, vijačni zobniki, ki se uporabljajo v avtomobilskih menjalnikih, zahtevajo kovanje, grobo obdelavo, toplotno obdelavo in fino brušenje, če so obdelani z rezanjem. Vendar lahko MIM neposredno oblikuje profil zoba, izvrtino gredi in celo teksturo površine, pri čemer je potrebna le minimalna končna obdelava (kot sta naogljičenje in utrjevanje), preden so pripravljeni za uporabo.
II. Tipične uporabe kompleksnega oblikovanja zobnikov
Mikro zobniki: MIM je še posebej primeren za izdelavo mikro zobnikov z velikostjo modula 0,2–1 mm. Tradicionalne postopke je težko obdelati zaradi omejitev orodja, vendar MIM omogoča množično proizvodnjo in dosledno kakovost.
Posebno{0}}oblikovani zobniki: za ne-standardne zobnike (kot so ne-krožni zobniki in kombinirani zobniki) MIM omogoča integrirano oblikovanje. To izboljša celotno trdnost in odpravi tveganje deformacije pri varjenju.
Funkcionalno integrirani zobniki: brizganje kovinskega prahu omogoča integracijo dodatnih funkcij, kot so prirobnice in izbokline na zobnike. MIM omogoča integracijo sedežev ležajev in zobnikov v en kos, kar zmanjša napake pri montaži in izboljša natančnost prenosa za 15 %.
III. Tehnične prednosti in ekonomske koristi
Svoboda oblikovanja: MIM lahko oblikuje elemente, kot so spodrezki, tanke stene (tanke kot 0,3 mm) in mikropore. Na primer, luknje za odvajanje toplote v zobnikih električnih orodij je mogoče oblikovati neposredno v-kalupu, s čimer se odpravi potreba po naknadnem vrtanju.
Nadzor stroškov: Čeprav so stroški razvoja kalupov razmeroma visoki, je strošek na del znatno nižji pri-veliki proizvodnji.
Lastnosti materiala: Sintrani zobniki imajo mehanske lastnosti, ki so blizu lastnostim kovanih delov, z natezno trdnostjo, ki doseže 500-1500 MPa. Prilagoditev razmerja zlitine lahko izpolni tudi posebne zahteve, kot sta odpornost proti obrabi in koroziji.
Z naraščajočim povpraševanjem po natančnih komponentah menjalnika v novih energetskih vozilih, potrošniški elektroniki in drugih sektorjih bo brizganje kovinskega prahu še naprej nadomeščalo tradicionalne metode obdelave in postalo merilo procesa za kompleksno proizvodnjo zobnikov. Njegova integracija s tehnologijami, kot sta 3D-tiskanje in pregled kakovosti-ki ga poganja umetna inteligenca, bo še razširila njegovo uporabo v visoko{3}}zmogljivih napravah.