Metallipulbri survevalu (MIM) on tootmismeetod, mis ühendab plasti survevalu ja pulbermetallurgia. See suudab tõhusalt toota keerulisi,{1}}täpse täpsusega metallosi, mistõttu on see eriti sobilik õrna struktuuriga ja suure nõudlusega toodete (nt hammasrataste) jaoks. Selle põhieelis seisneb geomeetrilise keerukuse saavutamises, mis pole ühe vormimisprotsessiga saavutatav, vähendades samal ajal oluliselt materjali raiskamist ja -järeltöötluskulusid. See muudab selle väärtuslikuks alternatiiviks lõikamisele, täppisvalamisele ja muudele tänapäevase tootmise protsessidele.
I. Tehnilised põhimõtted ja protsessi kulg
MIM-tehnoloogia võti peitub metallipulbri ja sideaine segamissüsteemis. Sfäärilised metallipulbrid osakeste suurusega alla 20 mikroni (nagu roostevaba teras, legeerteras ja titaanisulam) segatakse tavaliselt kindlas vahekorras termoplastse sideainega (nagu vaha või polüetüleen), et luua vedel lähteaine. See lähteaine süstitakse survevalumasina abil vormiõõnde, moodustades hammasratta konstruktsioonile vastava rohelise osa. Seejärel eemaldatakse sidumisprotsess (lahustiga sidumine, termiline eraldamine või katalüütiline sidumine) enamiku sideainest, millele järgneb metalliosakeste tihendamine kõrge temperatuuriga paagutamisahjus.
Võrreldes traditsioonilise hammasrataste töötlemisega, välistab MIM mitu protsessi, nagu treimine, libisemine ja lihvimine. Näiteks autode jõuülekannetes kasutatavad spiraalsed hammasrattad nõuavad sepistamist, töötlemata töötlemist, kuumtöötlust ja peenlihvimist, kui neid töödeldakse lõikamisega. Kuid MIM võib otseselt moodustada hambaprofiili, võlli ava ja ühtlase pinnatekstuuri, mis nõuab vaid minimaalset viimistlemist (nt karburiseerimist ja kõvenemist), enne kui need on kasutusvalmis.
II. Komplekssete hammasrataste vormimise tüüpilised rakendused
Micro Gears: MIM sobib eriti hästi mikrohammasrataste tootmiseks mooduli suurusega 0,2-1 mm. Traditsioonilisi protsesse on tööriistapiirangute tõttu raske töödelda, kuid MIM võimaldab masstootmist ja ühtlast kvaliteeti.
Spetsiaalse kujuga-hammasrattad: mitte-standardsete hammasrataste (nt mitte-ringhammaste ja kombineeritud hammasrataste puhul) võimaldab MIM integreeritud vormimist. See parandab üldist tugevust ja välistab keevitamise deformatsiooni ohu.
Funktsionaalselt integreeritud hammasrattad: metallpulbri survevalu võimaldab integreerida hammasratastele lisafunktsioone, nagu äärikud ja ülaosad. MIM võimaldab integreerida laagripesad ja hammasrattad üheks tükiks, vähendades koostevigu ja parandades ülekande täpsust 15%.
III. Tehnilised eelised ja majanduslikud eelised
Disainivabadus: MIM võib moodustada selliseid elemente nagu sisselõiked, õhukesed seinad (nii õhukesed kui 0,3 mm) ja mikropoorid. Näiteks saab elektritööriistade hammasrataste soojuseraldusavasid moodustada otse vormi-, mis välistab vajaduse hilisema puurimise järele.
Kulude juhtimine: kuigi vormiarenduse kulud on suhteliselt kõrged, väheneb{0}}suurtootmise korral kulu ühe osa kohta märkimisväärselt.
Materjali omadused: Paagutatud hammasrataste mehaanilised omadused on lähedased sepistatud osadele, tõmbetugevus ulatub 500-1500 MPa. Sulami suhte reguleerimine võib vastata ka spetsiifilistele nõuetele, nagu kulumis- ja korrosioonikindlus.
Kuna nõudlus täppiskäigukasti komponentide järele uutes energiasõidukites, olmeelektroonikas ja muudes sektorites kasvab, asendab metallipulbri survevalu traditsioonilised töötlemismeetodid ja sellest saab keerukate hammasrataste valmistamise etalonprotsess. Selle integreerimine selliste tehnoloogiatega nagu 3D-printimine ja AI{2}}toega kvaliteedikontroll laiendab veelgi selle rakendust suure jõudlusega seadmetes.