MIM技術(shù)起源于歐洲部分國家，最開始用于軍工裝備部件開發(fā)并得到應(yīng)用。近些年，國內(nèi)長三角地區(qū)通過對MIM技術(shù)的引入，隨著不斷地探索實踐，已經(jīng)成功運用到汽車零部件、3C數(shù)碼類、醫(yī)療器械、工具鎖類等多個熱門領(lǐng)域。

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概述

金屬粉末注射成型技術(shù)（Metal Powder Injection Molding Technology，簡稱MIM）是將現(xiàn)代塑料注射成型技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型粉末冶金近凈形成型技術(shù)。是將金屬粉末與其粘結(jié)劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。

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工藝流程

MIM 制造流程一般包括：混煉造粒、注塑成型、脫脂、燒結(jié)以及二次處理等。結(jié)合了注塑成型設(shè)計的靈活性和精密金屬的高強(qiáng)度和整體性，適合大批量生產(chǎn)小型、精密、形狀復(fù)雜以及具有特殊性能要求的金屬和陶瓷零部件，具有廣闊的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)價值。

（1）混料：精細(xì)金屬粉末和熱塑性塑料、石蠟粘結(jié)劑按照精確比例進(jìn)行混合。在專門的混合設(shè)備中進(jìn)行混合，加熱到一定的溫度使粘結(jié)劑熔化。大部分情況使用機(jī)械進(jìn)行混合，直到金屬粉末顆粒均勻地涂上粘結(jié)劑冷卻后，形成顆粒狀原料。

（2）成型：注射成型的設(shè)備和技術(shù)與注塑成型類似。原料被送入機(jī)器加熱并在高壓下注入模腔 。這個環(huán)節(jié)形成（greenpart）冷卻后脫模，只有在大約200°c的條件下使粘結(jié)劑熔化 （與金屬粉末充分融合），上述整個過程才能進(jìn)行。模腔尺寸設(shè)計要考慮金屬部件燒結(jié)過程中產(chǎn)生的收縮。

（3）脫脂：運用物理或者化學(xué)方法將零件中粘結(jié)劑去除，最常用的是溶劑萃取法。絕大部分的粘結(jié)劑是在燒結(jié)前去除的，殘留的部分能夠支撐部件進(jìn)入燒結(jié)爐，在燒結(jié)時被揮發(fā)。零件由金屬粉末與粘結(jié)劑的混合物變成單純的金屬零件，體積發(fā)生收縮，形狀結(jié)構(gòu)不變。

（4）燒結(jié)：部件被放進(jìn)高溫、高壓控制的熔爐中。該部件在氣體的保護(hù)下被緩慢加熱，去除殘留的的粘合劑。之后，該部件就會被加熱到很高的溫度，顆粒之間的空隙由于顆粒的融合而消失。該部件定向收縮到其設(shè)計尺寸并轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€致密的固體，體積進(jìn)一步收縮，形狀結(jié)構(gòu)不變。

針對注射成型燒結(jié)過程中產(chǎn)品部件的收縮變形，需要解決以下問題：

1.直接觀測產(chǎn)品部件在燒結(jié)過程中的整體尺寸變化規(guī)律以及重力影響部件局部下彎變形規(guī)律；

2.采用非接觸測量方式，避免接觸式測量頂桿加載力對排膠和燒結(jié)變形的影響；

3.采用大面積測量方式，直接測試成型件變形，避免制樣的代表性不足；

4.實現(xiàn)成型件或試樣的二維變形同時測量，并具有多點位置變化同時測量功能；

5.在不同升溫制度（如不同升降溫速度和不同恒定溫度）下觀測部件尺寸變化規(guī)律；

6.觀測不同氣氛（真空、氬氣、氮氣、氫氣等）和不同氣壓條件對部件尺寸變化規(guī)律的影響，以及不同溫度區(qū)間切換氣氛條件和氣壓恒定對部件尺寸變化規(guī)律的影響；

7.同時具備高精度高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)測試功能。

（5）表面處理：MIM件常用的表面處理工藝包括拋光處理、電鍍處理、PVD處理、發(fā)黑處理、磷化處理、噴涂處理等。

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MIM工藝特點

1、零部件幾何形狀的自由度高，能像生產(chǎn)塑料制品一樣，一次成形生產(chǎn)形狀復(fù)雜的金屬零部件，且各部分密度均勻、尺寸精度高，適于制造幾何形狀復(fù)雜、精密及具有特殊要求的小型零件（0.05g-200g）；

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MIM應(yīng)用領(lǐng)域

MIM的應(yīng)用極其廣泛。

（1）汽車用零件：安全氣囊用零件、汽車鎖用零件、安全帶用零件、汽車車門升降系統(tǒng)、小齒輪、汽車用空調(diào)系統(tǒng)小零件、剎車系統(tǒng)中齒條等，供油系統(tǒng)中的傳感器中的小零件；

（2）軍用零件：槍支零件、彈用零件、引信用零件；

（3）計算機(jī)及IT行業(yè)：如手機(jī)卡托、手機(jī)結(jié)構(gòu)件、打印機(jī)零件、磁芯、撞針軸銷、驅(qū)動零件、光通信陶瓷插頭；

（4）工具：如鉆頭、刀頭、噴嘴、螺旋銑刀、汽動工具、漁具用的零件等；

（5）家用器具：如表殼、表鏈、電動牙刷、剪刀、高爾夫球頭、珠寶鏈環(huán)、刃具刀頭等零部件；

（6）醫(yī)療機(jī)械用零件：如牙矯形架、剪刀、鑷子；

（7）電氣用零件：微型馬達(dá)、傳感器件；

（8）機(jī)械用零件：如紡織機(jī)、卷邊機(jī)、辦公機(jī)械用零件等。

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工藝對比

MIM和CNC的對比：

同：均適合生產(chǎn)三維結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高的產(chǎn)品。

異：1.復(fù)雜件成本：當(dāng)產(chǎn)品復(fù)雜程度極高時，CNC按時計價，成本高于MIM；

2.超小件生產(chǎn)：CNC受制于刀片，無法生產(chǎn)超小件，但MIM適合生產(chǎn)小件；

3.超薄件生產(chǎn)：CNC受制于裝夾，壁厚小于1mm的產(chǎn)品易變形，MIM可以生產(chǎn)超薄件；

4.批量生產(chǎn)：小批量生產(chǎn)時，CNC生產(chǎn)效率高；大批量生產(chǎn)時，MIM生產(chǎn)效率高。

CNC與MIM不完全為替代關(guān)系，也存在互補(bǔ)關(guān)系，如MIM的后置工序中存在CNC工序。

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MIM未來發(fā)展

行業(yè)代表包括上海富馳高科技股份有限公司，是目前國內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模最大設(shè)備最先進(jìn)的龍頭企業(yè)，也培養(yǎng)了一大批 MIM 技術(shù)人才；以及常州精研科技股份有限公司，是國內(nèi)第一家上市的 MIM 企業(yè)代表。

雖然 MIM 正引起人們越來越大的關(guān)注，但目前其規(guī)模與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比還顯弱小，還有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＰ律?MIM 工業(yè)還需要制定工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、加快工業(yè)化、提高從業(yè)者素質(zhì)、研發(fā)設(shè)備以及爭取顧客等一系列的努力來將其發(fā)展壯大。

（1）粘結(jié)劑多樣化及脫脂技術(shù)的多途徑化

以醋酸纖維脂、聚乙二醇聚合物，丙烯酸聚合物、瓊脂為基體的諸多粘結(jié)劑體系得到進(jìn)一步的發(fā)展應(yīng)用。計算機(jī)輔助控制熱脫脂技術(shù)、溶劑脫脂技術(shù)，催化脫脂技術(shù)，以及冷凍干燥技術(shù)、微波輔助干燥技術(shù)都被用于粘結(jié)劑的脫脂研究。

（2）更先進(jìn)、控制更精確的裝備

以計算機(jī)精密控制注射成形機(jī)及相關(guān)在線質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)的研究和計算機(jī)輔助脫脂關(guān)鍵裝備技術(shù)的開發(fā)是目前及今后關(guān)注的重點方向。

（3）產(chǎn)業(yè)方面要形成關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈

把技術(shù)和工程能力深入吃透，形成生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈抱團(tuán)，才能抵抗風(fēng)險加速發(fā)展。

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