Quali sono alcuni difetti comuni nello stampaggio a iniezione di metalli?
I difetti MIM si manifestano in ogni fase della produzione. La parte frustrante è che le cause profonde di solito si trovano due o tre passaggi prima del punto in cui il difetto diventa visibile.
Materia prima e iniezione
Separazione delle polveri del legante-ai cancelli.L'elevato taglio al punto di accesso fa sì che il legante migri davanti alle particelle di polvere. Ti ritroverai con una zona-ricca di leganti vicino al cancello, zone ricche di polvere-a valle. La finitura superficiale appare diversa tra le regioni e seguono le proprietà meccaniche. Un fornitore di stampaggio a iniezione di metalli che utilizza la stessa materia prima attraverso diverse geometrie di accesso vedrà diversi modelli di separazione. Paratoie più grandi riducono il taglio ma rallentano il tempo del ciclo-il compromesso-dipende dallo spessore della parete e dalla lunghezza del flusso.
Scatti brevi.Viscosità della materia prima troppo elevata, temperatura dello stampo troppo bassa, pressione di iniezione insufficiente o sfiato bloccato. Le sezioni-delle pareti sottili si solidificano prima che la materia prima raggiunga l'estremità della cavità. L'anno scorso avevamo un connettore medico a parete da 0,8 mm che continuava a cortocircuitare un angolo fino a quando non abbiamo portato la temperatura dello stampo da 38 gradi a 46 gradi. Risolto, ma il tempo di ciclo è aumentato di 4 secondi.
Flash.Forza di bloccaggio bassa o linea di giunzione usurata. La materia prima MIM è più viscosa dei materiali termoplastici, quindi la bava tende ad essere più sottile. La bava sottile si rompe durante la manipolazione e contamina altre parti del vassoio. Gli intervalli di controllo qualità dello stampaggio a iniezione devono essere più brevi rispetto ai programmi standard per la plastica-controlliamo le linee di giunzione ogni 8.000 colpi anziché 20.000.
Perché le parti si rompono durante il deceraggio?
Il deceraggio causa più scarti che l'iniezione per la maggior parte delle operazioni. I difetti qui sembrano problemi di iniezione, il che manda la risoluzione dei problemi nella direzione sbagliata.
Blister di deceraggio con solvente
Il solvente rimuove il legante primario e lascia la porosità interconnessa. La soglia standard è una rimozione del 59% per ottenere i canali connessi. Le parti spesse necessitano di più-puntiamo all'82–88% su qualsiasi parete superiore a 5 mm prima di passare alla termica, altrimenti i gas di decomposizione intrappolati causano vesciche.
La parte difficile: dopo il bagno di solvente, il polimero rimanente della struttura principale si ammorbidisce leggermente e le forze capillari lo riportano nei pori, richiudendo-i canali che erano aperti. Le parti che sembrano a posto quando escono dal solvente possono ancora formare bolle nel forno.
Avevamo un manico per strumenti chirurgici spesso 6,2 mm che continuava a formare vesciche anche con una rimozione del solvente del 68%. L'ho spinto all'87% e il problema è scomparso. Questo è il nostro punto di partenza predefinito per le sezioni pesanti.
Distorsione da deceraggio termico
Cosa va storto nel forno di sinterizzazione?
Densità e porosità.Il MIM ha come obiettivo una densità teorica del 96–99% a seconda della lega. La sottosinterizzazione lascia pori dilatati; la sovrasinterizzazione provoca la crescita del grano. Il controllo della temperatura deve rimanere entro ±5 gradi per ottenere risultati coerenti, anche se su alcuni acciai per utensili abbiamo visto che la finestra reale è più vicina a ±3 gradi. Le zone calde del forno si spostano-i controlli regolari della densità sui tagliandi testimone rilevano i problemi prima che raggiungano la spedizione.
Deformazione e crollo.Il MIM si restringe linearmente del 15–20% durante la sinterizzazione. Nell'ultimo trimestre abbiamo misurato il 17,8–19,2% sul 316L per diverse geometrie delle parti. Il ritiro non-uniforme provoca deformazioni: variazione di densità nella parte verde, gradiente di temperatura nella fornace, gravità sulle sezioni non supportate. Per i servizi di stampaggio a iniezione di precisione su parti con tolleranze strette-, la progettazione del posizionatore personalizzato non è facoltativa. Ora specifichiamo setter dedicati per ogni nuovo progetto-costa di più in anticipo, ma mantiene la dispersione dimensionale a ±0,25% anziché a ±0,6%.
Le leghe per sinterizzazione-in fase liquida sono più sensibili. Qualche grado sopra il liquidus e la parte crolla. Qualche grado sotto e manchi l'obiettivo di densità.
Controllo del carbonio negli acciai.Il carbonio proviene dalla polvere originale, dal legante residuo che non si è completamente bruciato e dall'atmosfera del forno. 316L acciaio inossidabile con una concentrazione di carbonio superiore allo 0,03% mostra una resistenza alla corrosione ridotta-abbiamo testato questo valore allo 0,028% rispetto allo 0,041% e la differenza in nebbia salina è evidente. Il punto di rugiada dell'atmosfera durante il debinding termico influisce sulla raccolta del carbonio. La maggior parte dei produttori di componenti MIM eseguono cicli atmosferici dedicati per i gradi sensibili al carbonio-.
Fattori chiave di sinterizzazione
- Controllo della densità
- Gestione delle differenze inventariali (15-20%)
- Regolamento sull'atmosfera
"I controlli regolari della densità sui tagliandi testimone rilevano i problemi prima che raggiungano la spedizione."
La questione della rimacinazione
Il rimacinato fa risparmiare denaro ma introduce variabilità. Dopo sei-otto passaggi attraverso il cilindro, il legante si degrada, la distribuzione delle dimensioni delle particelle si sposta dalla frattura e la contaminazione si accumula. I tassi di difetti superficiali aumentano. Limitiamo la macinazione al 25–30% delle materie prime fresche per qualsiasi prodotto destinato al settore automobilistico o medico. Percentuali più elevate funzionano per le parti industriali in cui i cosmetici contano meno.
La contaminazione incrociata-tra le leghe è permanente. Una particella di tungsteno in un lotto di acciaio inossidabile si presenta come un punto duro nella parte finita. Le soluzioni personalizzate di stampaggio a iniezione per la produzione di leghe miste-richiedono set di cilindri e viti dedicati per famiglia di leghe-costose, ma eliminano completamente questa modalità di guasto.
Se stai cercando un difetto MIM che non viene risolto, solitamente il problema non è lì che stai cercando. Inviaci il disegno del tuo componente e le foto del difetto-eseguiremo un'analisi della fase del processo-e ti diremo da dove iniziare. Nessun costo per la revisione iniziale.