Toz Enjeksiyon Kalıplama (PIM), Metal Enjeksiyon Kalıplama (MIM) ve Seramik Enjeksiyon Kalıplamayı (CIM) kapsamaktadır.  PIM küçük, hassas, karmaşık parçaların üretildiği, hammadde olarak çok ince tozu kullanan bir teknolojidir.  Bu yüzden metal, alaşım, seramik, sinterlenmiş karbür ve sermetlerin büyük bir bölümünün  toz hali PIM teknolojisi ile işlenmeye uygun halde bulunabilir.

Bu makalede Metal Enjeksiyon Kalıplama (MIM) Malzemelerini ve metalurjik avantajlarını ele alacağız.

MIM Malzemeleri:
Metal ve alaşımların büyük çoğunluğunun MIM kalitesindeki toz formu  Metal Enjeksiyon Kalıplama tekniği ile işlenebilir. Fakat 1000 C° nin üstünde ergiyen metal ve alaşımlar çok başarılı bir şekilde MIM olarak işlenebilir.  Bundan dolayı düşük ergime sıcaklığına sahip olan Aluminyum, çinko ve magnezyum MIMe uygun değildir. Ayrıca kolay bulunabilen metal alaşımları ve modifiye edilmiş kimyasallar yapıları bu teknolojinin avantajları olarak ortaya çıkar.

Karmaşık kimyasallar yapıların mümkün olan 3 hali vardır bunlar: karışık elementsel tozlar, tamamen ya da kısmi hibrid katkılı tozlar ve elementsel tozlar. MIMdeki en büyük kısıtlama uygun toz formunun bulunup bulunmamasıdır.  Eğer hammadde bulunabilir ya da müşteriye özel üretilebilinir ise,  MIM teknolojisi en uygun üretim rotası olmaktadır. Tabiki tozun fiyatı parçanın nihai fiyatını etkiler, fakat tozun bulunabilirliği göz önünde bulundurulması gereken en önemli faktördür.

Şekil 1.- Yumuşak manyetik Fe-3%Si malzemesinden yapılmış yazıcı parçası

Malzeme Seçimi:
Özel bir uygulama için seçilen uygun bir malzeme çoğunlukla PIM projesinin başarısını belirler. Aşağıda ki tabloda bazı uygun metal alaşımları, seramik sistemleri ve potansiyel uygulamalar listelenmiştir. Spesifik özellikler malzeme gruplar içersinde karşılaştırılmıştır. Bu tablo, bir tasarım mühendisinin herhangi bir  uygulama için seçebileceği  malzeme hakkında yaklaşık fikir sahibi yapar. Bazen, farklı malzemeler bir uygulama için değerlendirilir ve karar performans, maliyet ve MIM parça sağlayıcısı ve ya uzmanı tarafından verilen bilgiye göre verilir.

Şekil 2.- SS 440 C malzemeden yapılmış aşınma dayanımı yüksek kilit parçası

Şekil 3.- Ostenitli SS 310Nbnin mikro yapısı

Şekil 4.- Yoğunluk gereksinimleri 8.5 gr/cm3 olan özel maddeden yapılmış bir parça

Şekil 5.- SS 316 L, SS 17-4 PH tan yapılmış medikal uygulamalar için MIM parçaları

MIM malzemelerinin metalurjik avantajları:
MIM parçaların gerilim giderme tavlaması yapılmıştır, mikroyapısında kalıcı gerilim yoktur.

MIM malzemeler teorik yoğunluğun % 96 – 99 una kadar sinterlenmiştir.

Homojen mikro yapısı ve İzotropik malzeme özelliklerine sahiptir.

Isıl işlem, yüzey işlem, talaşlı imalat, kaynak vb gibi, dövme yada döküm malzemelere uygulanabilen her türlü ikincil operasyon MIM parçalara da uygulanabilir.

Tungsten ve ağır alaşımlar gibi zor işlenmesi zor malzemeler kullanılabilir.

Sinter parçalarda görülen gözenekli yapı MIMde görülmez.

Sinterde ulaşılabilen % 85 lik minimum yoğunluk, MIM de % 96 dır.

Yoğunluktaki bu artış, MIM parçaların çekme mukavemetini, sintere göre iki kata çıkartır.

Eş sinterleme ile uygun iki farklı alaşım aynı üründe kullanılabilir.

Müşterinin talebi doğrultusunda  malzemede özel kimyasal yapı.

Mikro yapı, her bir uygulamaya özel değiştirilebilir.

Teorik yoğunluğun, %96 – 99 arasında ulaşılan yoğunluk sayesinde eşdeğer soğuk çekme malzemenin mukavemet değerlerine ulaşılabilinir.

Şekil 6 – MIM özelliklerinin soğuk çekme malzeme özellikleri ile mukayesesi

Sinterde ulaşılabilen minimum yoğunluk % 85 olmasına karşın, MIMde minimum % 96 yoğunluğa ulaşılabilinir.

Yoğunluktaki bu artış, MIM parçaların çekme mukavemetini, sintere göre iki kata çıkartır.

Şekil 7 – MIM mukavemet özellikleri sinterin iki katıdır.

Yoğunluktaki bu artış, sintere göre çekme mukavemetinde iki kata yakın artış sağlar, bundan dolayı da boyut olarak mukayese edildiğinde MIM parça sintere göre daha küçük dizayn edilebilir.

MIM / Sinter mukayesesi

About Aykut Dirim

https://www.tasarimdanimalata.com

Leave a Comment