금속 성형기 자동차, 항공우주, 의료 및 기타 까다로운 응용 분야를 위해 분말 사출 성형(PIM)을 통해 금속 분말로 정밀한 그물 모양 부품을 생산합니다. 이 가이드는 PIM 장비 유형, 공정 단계, 주요 사양, 주요 제조업체 및 비교 평가에 대한 개요를 제공합니다.
금속 성형기 개요
금속 성형기는 그물망에 가까운 형상 성형 공정인 분말 사출 성형을 용이하게 하여 대량 생산 시 복잡성과 정밀도를 제공합니다:
| 프로세스 | 미세 금속 분말의 열가소성 사출 성형 후 디바인딩 및 소결 처리 |
| 금속 | 스테인리스강, 공구강, 티타늄, 텅스텐 중합금, 니켈 초합금 등이 있습니다. |
| 속성 | 복잡성, 정확성, 생산성, 자동화 |
| 애플리케이션 | 자동차, 항공우주, 의료, 전자 |
| 규모 | 소규모, 중규모 및 대량 생산 |
플라스틱 성형과 기계 가공 사이에 설계의 자유와 기계적 특성을 비용 효율적으로 결합한 PIM은 터보차저 로터 및 스컬 플레이트와 같은 작고 복잡한 부품에 적합합니다.
금속 성형기 유형
| 기계 유형 | 설명 |
|---|---|
| 사출 성형 | 저압에서 1단계 금속 분말 압축을 위한 정밀 성형 기계 |
| 디바인딩 | 소결 전 바인더를 제거하는 열 또는 솔벤트 장비 |
| 소결로 | 녹는점 이하로 가열하여 갈색 부분의 밀도 강화 |
완전한 PIM 라인은 이러한 기본 스테이션을 믹서, 피더, 로봇 및 후처리 기계와 같은 보조 장비와 통합합니다.
프로세스 단계
- 믹싱 - 미세 금속 분말이 열가소성 바인더와 균일하게 혼합되어 있습니다.
- 사출 성형 - 성형기를 통해 정밀 공구 캐비티에 원료 화합물 공급
- 디바인딩 - 열 또는 화학 용매 기술을 통한 바인더 제거
- 소결 - 95-99%의 고체 금속 밀도에 도달하는 최종 부품으로 고밀도화된 갈색 부품
- 사후 처리 - 2차 가공, 접합 또는 표면 향상
올바른 시퀀싱과 최적화된 파라미터는 비용 효율적으로 기계적 특성을 극대화하는 데 매우 중요합니다.
머신 사양
| 모듈 | 주요 매개변수 |
|---|---|
| 사출 성형 | 샷 용량, 클램핑 력, 사출 속도, 균질성, 정밀도 |
| 디바인딩 | 대기 제어, 온도 균일성, 오염 방지 |
| 소결 | 온도, 대기, 체류 시간, 담금질 속도 |
| 사후 처리 | 공차, 표면 마감 요구 사항 |
의료 또는 항공우주 부품은 상업용 피팅보다 더 엄격한 사양 및 표준 준수 검증을 요구합니다.
선도적인 제조업체
| 회사 | 모델 | 비용 범위 |
|---|---|---|
| ARBURG | 올라운더 제품군 | $150,000-$750,000 |
| Milacron | 로보샷, 일렉트론, 마그나 | $100,000-$650,000 |
| 닛세이 | PS, PN, 하이일렉트릭 시리즈 | $250,000-$800,000 |
| Toshiba | EC, ET, EV 시리즈 | $200,000-$700,000 |
더 큰 샷 용량, 특수 플래튼, 클린룸 또는 로봇 자동화는 비용을 증가시킵니다. 투자할 때는 전체 생산량을 고려하세요.
비교 평가
| 사출 성형 | 디바인딩 | 소결 | |
|---|---|---|---|
| 처리량 | 높음 | Medium | 낮음 |
| 주기 시간 | 분 | 시간 | 일수 |
| 운영 비용 | Medium | 낮음 | 높음 |
| 자본 비용 | 높음 | Medium | 대규모의 경우 매우 높음 |
| 설계 유연성 | 높음 | Medium | 낮음 |
주요 내용
- 총 분말 사출 성형 생산 비용에 따라 장비 투자 규모 결정
- 전반적인 부품 복잡성 및 품질 목표가 사양을 주도합니다.
- 통합 모델링 및 프로세스 모니터링으로 결함 감소 지원
자주 묻는 질문
Q: 연간 10000개의 부품을 생산하는 데 가장 적합한 프레스 크기는 어느 정도인가요?
A: 샷 용량이 100g 미만인 50~80톤 프레스는 적절한 중간 용량을 비용 효율적으로 처리할 수 있습니다. 최적의 생산성을 위해 자동화를 통합합니다.
Q: 소결로에 사용할 수 있는 재료에 제한이 있나요?
A: 1900°C를 넘어서면 옵션이 상당히 좁아집니다. 반응성 합금에는 진공, 보호 분위기 또는 불활성 환경이 필요할 수 있습니다. 연속 벨트 용광로는 매우 큰 소결 규모를 제공합니다.
Q: PIM에서 사출 성형기 생산성을 결정하는 요소는 무엇인가요?
A: 시간당 부품 생산량은 주로 사출 용량, 건조 사이클 시간 및 자동화 수준에 따라 결정됩니다. 이차적인 요인으로는 전환, 유지보수, 금형 설계 및 가열/냉각 속도 등이 있습니다.
Q: PIM 부품을 실제로 성형할 수 있는 높이는 어느 정도인가요?
A: 스테인리스 스틸과 같은 금속의 경우 높이를 25mm 미만으로 유지하세요. 텅스텐 합금과 같이 수축률이 높은 재료의 경우 최대 15mm 높이가 권장됩니다. 게이트 위치 및 금형 환기를 최적화합니다.
