Konstruktionsüberlegungen für den Metallpulverspritzguss

Metallpulverspritzguss (MIM) erzeugt relativ kleine, komplexe Teile mit Endmaß oder nahezu Endmaß, die Merkmale wie Bohrungen, Radien, Logos und Texte aufweisen können. Darüber hinaus

kann MIM solche Teile zu den halben Kosten der CNC-Bearbeitung oder des Feingusses herstellen. Noch besser: MIM ermöglicht die Zusammenfassung mehrerer Komponenten in einem einzigen Design, wodurch nachgelagerte Montagevorgänge entfallen. Die fertigen Teile verfügen über eine ausgezeichnete Festigkeit, Oberflächenqualität und Korrosionsbeständigkeit.

Das MIM-Material besteht aus feinem Metallpulver (unter 20 Mikrometer), das heiß mit polymeren Bindemitteln vermischt wird und eine homogene Mischung bildet. Zu den spritzgießbaren Metallen gehören unter anderem Titan, Werkzeugstähle, rostfreie Stähle und Hochtemperaturlegierungen. Die heiße Mischung wird abgekühlt und granuliert, um das Ausgangsmaterial für speziell ausgestattete Spritzgießmaschinen zu bilden.

Die Maschinen formen das Ausgangsmaterial zu sogenannten „Grünteilen“, die auf flachen Keramikvorrichtungen oder sogenannten „Settern“ palettiert werden. Ein Katalysator entfernt 90 % des Bindemittels aus dem Grünteil und erzeugt so das sogenannte „Braunteil“. Anschließend werden die Braunteile bei einer für die jeweilige verarbeitete Legierung geeigneten Temperatur und Atmosphäre gesintert. Durch die Wärme werden das verbleibende Polymer entfernt und benachbarte Partikel gesintert beziehungsweise miteinander verbunden, wodurch Teile mit Dichten von 96 bis 99 % der theoretischen Dichte entstehen. Die Schrumpfung während des Sinterns beträgt vorhersehbare 14 bis 22 % in linearer Richtung. Eine Vergrößerung des Formhohlraums gleicht dies aus; typische Toleranzen im gesinterten Zustand liegen bei ±0,003 bis ±0,005 Zoll/Zoll.