MIM注射成形与间接金属3D打印的跨界深度对话

3D打印资讯
2021
09/13
17:00
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2021年9月10日,在首届Formnext + PM South China展会期间,Raise3D发起了一场MIM(金属注射成形)行业与AM(增材制造)行业之间的深度对话。参与本场线上研讨会的嘉宾包括昆山耀德企业有限公司创始人邱耀弘,苏州兆鑫驰智能科技有限公司总工程师张士荣,巴斯夫3D打印解决方案亚太区业务及运营总监陈立以及Raise3D上海复志技术总监麦味。本场研讨会由南极熊创始人黎海雄主持,扫描下方二维码可以观看本次研讨会的视频回放。


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△也可以扫码观看直播回放

南极熊通过本文,对本次研讨会再做一些观点精炼。

MIM行业的历史以及间接金属3D打印

1991年就开始从事MIM行业的邱耀弘博士,介绍了MIM技术的发展历程。邱耀弘博士表示:“1985年,MIM技术最早被用于美国火箭喷嘴,随后台湾大学、中南大学等高校的教授开始研究MIM技术,但整个行业规模并不大。2010年以后,随着移动通信行业的快速发展,苹果公司开始在亚洲寻找MIM供应链,用于生产iphone手机的闪电接口等零部件。2013年到2018年的5年时间内,MIM工厂从50家增长到250家。”

张士荣总工程师表示:“MIM技术源于美国,巴斯夫在前期做了大量的实验工作,积累了很多丰富的数据,并将数据共享给客户。MIM行业的企业可以很快速的学习和量产,这是巴斯夫带给中国MIM产业带来的支持。”

陈立博士表示:“巴斯夫位于MIM行业上游,为中下游的合作伙伴提供金属喂料,巴斯夫在用于大批量生产的MIM行业取得了成功,同样看到在小批量、定制化的金属3D打印方面的机会,推出了金属线材,希望为这个行业的用户创造最大的价值。”

麦味总监表示:“复志在成立之初就有做间接金属3D打印的想法,但是当时条件有限,3年多前巴斯夫推出相应的材料,我们认为可以实现规模化的间接金属3D打印,最终与巴斯夫形成了战略合作。”

间接金属3D打印技术与MIM的异同

陈立博士表示:“巴斯夫推出的金属3D打印线材,需要兼顾金属含量以及材料韧性,既要金属含量高,也要保持好的韧性以利于打印。”

邱耀弘博士表示:“一般间接金属3D打印所使用的材料,金属粉末材料的体积比为60%,收缩比为1.18。也就是说脱脂烧结过程中打印件的体积会收缩,1.18厘米会收缩到1厘米。因此,脱脂烧结的过程对于间接金属3D打印非常重要,我和士荣都有超大的炉子,可以解决这个环节的问题。整个工艺流程需要14个步骤,巴斯夫、复志和我们基本上可以解决全部的流程,但有些情况依然需要上色等后处理工艺。”

麦味总监表示:“间接金属3D打印与MIM的工艺有共同之处也有不同之处,二者的成形方式不同,间接金属3D打印通过打印头来打印成形,MIM则用模具注射成形。但两者的后处理脱脂烧结工艺是相同的。"

张士荣总工程师通过三个样品,向观众展示了间接金属3D打印不同阶段的零件形态,这三个样品从右向左分别是3D打印的生坯、脱脂烧结后的零件以及机加工后的零件。脱脂烧结后,3D打印零件的致密度可以达到97%以上,与MIM工艺相近。
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间接金属3D打印工艺会对MIM行业带来怎样的影响

张士荣总工程师表示:“严格来讲,两种工艺是相互补充的关系。在一些小批量比较复杂的产品中,开模具的成本比较高,这时候用3D打印是有优势。此外,3D打印的灵活性强,短期内制作样品可以使用3D打印快速实现给到客户。在产品前期开发过程中,也比较适合用3D打印。在MIM工艺中的烧结治具,也可以通过3D打印的工艺来开发。”

邱耀弘博士表示:“对于很薄很小的零件,间接金属3D打印还做不了。而对于中空产品、低密度产品、拓扑结构,MIM是做不了的。此外,MIM很难做1kg重量以上的产品,但3D打印可以做到10kg、20kg。每个工艺都有自己的极限,如果将间接金属3D打印来制作MIM的模具,那是不是更有趣了?”

在市场定位方面,麦味总监表示:“间接金属3D打印将作为MIM和SLM技术的一种补充,可以做一些快速样品,能够做一些中空结构等。”

陈立博士表示:“复志目前是巴斯夫的一级经销商,如果需要金属线材可以找复志购买。我们在工艺方面做了很多的配合,因此用复志的设备来打印,可以得到最完备的打印参数以及脱脂烧结参数的指导。目前我们有两款线材,都是基于不锈钢的,316L和17-4 PH,在四季度我们会推出陶瓷支撑的线材。可以让打印的结构复杂度提升很多,支撑的移除非常简单。未来我们还会开发镍基合金、钛、模具钢等线材。”

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△麦味总监介绍Raise3D的金属机Forge1

未来远景

陈立博士表示:“金属3D打印的零件性能与最终用途的性能已经没什么差别,我们是非常看好这个方向的。金属3D打印很多开发都是奔着应用去的,通过与复志以及产业链的合作,是能够让间接金属3D打印往批量化的终端零件制造和使用方面前进的。我们也在源源不断的推出金属线材,在工艺流程和应用上还在花非常大的力气在推动。

麦味总监表示:“间接金属3D打印在公司战略层面上来说是非常重要的,也会成为复志未来的主推方向,我们也加大了研发,匹配巴斯夫将推出的镍基合金、钛等金属材料。我们还在开发匹配实验室级别的钛合金烧结设备,明年将推出。”

间接金属3D打印小联盟
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研讨会结束之后,几位嘉宾一起进行了午餐。闲聊期间,思维碰撞出一些火花:“为了使得间接金属3D打印更快在工业中实现应用,可以成立一个小联盟,有巴斯夫这样的材料厂商,有Raise3d这样的3D打印机厂商,有昆山耀德、苏州兆鑫驰智能这样的脱脂烧结后处理厂商,各个环节相互配合,产业链闭环。”
你觉得呢?






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