قولبة المعادن بالحقن (MIM)

كيف تعمل

1. 1

   اخلط المادة الأولية. يُعجَن مسحوق معدن ناعم جدًا، بحبيبات تقل عادةً عن 20 µm (ربع عرض الشعرة)، مع رابط من الشمع والبلاستيك. تبلغ نسبة المعدن في العجينة نحو 60% حجمًا، وتُقطَّع إلى حبيبات.

2. 2

   قولِب. تصهر آلة حقن (أسطوانة مسخَّنة بلولب دوّار) الرابط وتدفع العجينة في قالب فولاذي. تخرج قطعة «خضراء»: الشكل كامل لكنها أكبر بـ 15–20% من القطعة النهائية. وتُطحَن المجاري (قنوات التغذية) وتُعاد استخدامها.

3. 3

   أزل الرابط. يُزال معظم الرابط، عادةً بمذيب أو بخار كيميائي أولًا، ثم بحرارة لطيفة. وما يبقى قطعة «بنية» هشة: حبيبات معدن يمسكها أثر من الرابط، مليئة بمسام مفتوحة.

4. 4

   لبّد. تدخل القطعة فرن تفريغ أو هيدروجين عند نحو 1,200–1,400 °C للفولاذ، قريبًا من الانصهار (لكن دونه). تلتحم الحبيبات وتُغلق المسام، فتنكمش القطعة بانتظام بنحو 15–20% وتنتهي بكثافة 95–99%. وقد تتبعها معالجة حرارية أو طلاء أو تشغيل خفيف.

حقائق أساسية

المواد

في الغالب الفولاذ المقاوم للصدأ (مثل 17-4PH و316L) والفولاذ منخفض السبائك؛ وكذلك التيتانيوم وسبائك التنغستن والكوبالت-كروم والسبائك المغناطيسية

القطع النموذجية

أجزاء علب الساعات، وأجزاء المفصلات، والتروس الصغيرة، وحاصرات تقويم الأسنان، وفكوك الأدوات الجراحية، وأجزاء الأقفال والأسلحة

حجم القطعة

صغيرة: عادةً 0.1–100 غ، من حجم رأس الإصبع إلى حجم راحة اليد

الدقة

نحو ±0.3–0.5% من البعد (نحو ±0.05 مم على ميزة بطول 10 مم)

تشطيب السطح

أملس، نحو Ra 0.8–1.6 µm (Ra متوسط ارتفاع نتوءات السطح)، ينسخ القالب

حجم الدفعة المناسب

إنتاج كبير: عادةً من 10,000 إلى ملايين القطع سنويًا

كلفة العدّة والآلة

القالب نحو 10,000–100,000 دولار؛ وتكلّف آلات القولبة ووحدات إزالة الرابط والأفران مئات الآلاف من الدولارات لكل منها

السرعة

القولبة: حقنة كل 10–60 ثانية، وغالبًا عدة قطع في كل حقنة؛ وتستغرق إزالة الرابط والتلبيد ساعات طويلة، وغالبًا يومًا أو أكثر للدفعة

نقاط القوة والحدود

أين تُستخدم

• الإلكترونيات الاستهلاكيةأجزاء مفصلات الهواتف، وأدراج بطاقات SIM، وأجزاء الكاميرات والموصّلات
• الطب وطب الأسنانحاصرات تقويم الأسنان، وفكوك الأدوات الجراحية ومقابضها
• الساعات والمجوهراتعلب الساعات، والإبازيم، وحلقات الأساور
• السياراتريش الشاحن التوربيني، وأجزاء حاقنات الوقود، وأجزاء الأقفال والمستشعرات
• الأسلحة الناريةالزناد، والمطارق، وأجهزة الأمان، وغيرها من أجزاء الآلية الصغيرة
• الأدوات والأقفالأجزاء الأقفال، وتروس صغيرة، وأجزاء العدد الكهربائية

كيف تتعرف عليها

• قطع فولاذية صغيرة معقدة بأسطح ملساء ساتانية وتفاصيل واضحة، كأنها قطعة بلاستيك مقولبة مصنوعة من المعدن.
• علامات مستديرة صغيرة من دبابيس الطرد وندبة بوابة صغيرة حيث دخلت العجينة القالب.
• خط فصل باهت حيث التقى نصفا القالب.
• سمك جدار منتظم وأضلاع وجيوب مفرّغة، مميزة للقطع المقولبة لا المشغّلة.

قارنها بـ

شاهدها

Introduction to Metal Injection Molding (MIM)

AMT Pte. Ltd. · الخطوات الأربع وأنواع القطع التي تصنعها MIM

Debinding and Sintering in Metal Injection Moulding

GKN Powder Metallurgy · كيف يغادر الرابط وكم تنكمش القطعة

MIM 101 HD 1080p

MPP · آلات قولبة وأفران وقطع منتهية حقيقية

Metal Injection Molding (MIM) - Zimmer Group process technology

Zimmer Group · سلسلة عملية كاملة لمصنّع، من خلية القولبة إلى القطعة

شاهد صورًا حقيقية

• ويكيبيديا: Metal injection molding — نظرة عامة على الخطوات والمواد والاستخدامات
• البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز