金 屬 微 注 射 成 形 技 術(shù) (metal micro injectionmolding,μMIM)是德國 IFAM 研究所開(kāi)發(fā)的一種成形技術(shù),就是將 MIM 技術(shù)有機地運用到外形尺寸達微米級零件的制備上。
通常意義上MIM 可用來(lái)生產(chǎn)的產(chǎn)品有兩種:
①尺寸達到微米級,質(zhì)量輕至幾毫克的零件;
②零件的外觀(guān)尺寸與傳統注射成形零件的尺寸相似,但局部結構的尺寸達到微米級的帶有微結構的零件。
近些年來(lái),微注射成形成為注射成形領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),隨著(zhù)現代機械向著(zhù)微型化方向發(fā)展,微注射成形的應用必將越來(lái)越廣泛[14]。
目前,Karlsruha 研究中心已將 μMIM 技術(shù)成功應用于醫學(xué)器械微小零件的生產(chǎn)[15],例如分光計、滴定板等,產(chǎn)品的結構尺寸達到了微米級,最小壁厚為 50μm。
為德國 IFAM 公司利用 μMIM 技術(shù)生產(chǎn)的用于外科手術(shù)使用的縫合錨[16],它的尺寸只有火柴頭大小。
金屬共注射成形
金屬共注射成形 (metal co injection molding,Co-MIM)起源于 20 世紀 90 年代,是一種三明治式的粉末注射成形技術(shù)。
該工藝是同時(shí)或分批的將兩種具有不同特性的材料注射到一個(gè)模具中,進(jìn)行一次復合注射成形,它能將金屬材料和一個(gè)性能完全不同的材料在同一個(gè)零部件中結合到一起。
采用這種方法能獲得具有功能性和復雜形狀的芯 / 殼層結構,并且不需要對制品進(jìn)行如涂層、熱處理和組裝等的后續工藝。最終實(shí)現了一道工序可制備出功能梯度材料,極大地減少了工序,降低了成本。
Co-MIM 技術(shù)為功能零件的開(kāi)發(fā)和設計提供了一種新思路。李益民等[17]已經(jīng)利用 Co-MIM 技術(shù)提出一種新的生物種植結構,廣泛的應用于致密的皮質(zhì)骨結構和外孔內實(shí)的松質(zhì)骨結構。
這種結構有利于種植骨和周?chē)琴|(zhì)結構的界面應力傳遞,外層多孔結構的孔隙率體積比在 5%~60%,最大的孔隙有400μm。
2019金屬注射成型的發(fā)展前景
根據 BCCresearch 最近對金屬和陶瓷注射成形的市場(chǎng)研究預測,全球金屬和陶瓷注射成形部件的市場(chǎng)價(jià)值將由 2012 年的 15 億美元增長(cháng)到 2018 年的近 29 億美元,平均年增長(cháng)率達 11.4%。
同時(shí),隨著(zhù)汽車(chē)銷(xiāo)量的下降,MIM 技術(shù)將更多的進(jìn)入到醫療、航天、電子等領(lǐng)域。
在新版的歐洲粉末冶金行業(yè)路線(xiàn)圖中,歐洲粉末冶金協(xié)會(huì )指出醫療市場(chǎng)是注射成形行業(yè)極其重要的一個(gè)部分[18]。
隨著(zhù)市場(chǎng)的不斷擴大,MIM技術(shù)在醫療領(lǐng)域的應用將越來(lái)越深入,各種基于 MIM技術(shù)的新材料和新工藝也會(huì )不斷的被開(kāi)發(fā)出來(lái)。