LIGA工艺制造塑料消失模具有两种方法:
一种工艺是用模具成型PMMA塑料模芯,将PMMA塑料模芯嵌入模架直接进行金属注射成型,PMMA塑料模芯与MIM零件毛坯整体从模架中脱出,MIM零件毛坯留在塑料模芯中直接脱脂、烧结,这成为一步Fu制工艺。
另一种工艺是利用电铸工艺在PMMA塑料件表面沉积一层金属镍,而后将PMMA塑料与镍壳剥离,再将镍壳嵌入模架制程金属模具成型MIM零件毛坯。这成为两步fu制工艺。
一步fu制工艺成型的零件精度较高,并且解决了零件的脱模及后续操作等困难,但成本较高;两步fu制工艺成型的零件精度有所降低,适合批量生产,但存在零件的脱模及后续操作困难。
日本、美国及欧洲的金属注射成形协会联合发布ISO标准-ISO22068烧结金属注射成形材料规范,意在于为设计与材料工程师提供用MIM工艺制造的零件规定的材料所需要的资料。关于选择MIM工艺准则,确定有下列一些主要事项需要考虑:
☆质量/大量
对于在切削加工或磨削加工中材料损耗大的零件,MIM在降低生产成本上较有效。
☆数量
模具与创建费用对于低产量是难以承受的。因此,当年产量**过20000件时,对于MIM合适。
☆材料
对于像钛、不锈钢及镍合金之类难切削加工的材料设计的零件,MIM较有吸引力。
☆复杂性
MIM工艺适合制造几何形状复杂的以及在切削加工中需要转换位置的多轴零件。
☆使用性能
如果使用性能很重要,则MIM的高密度形成的性能经常都有竞争力。
☆表面粗糙度
表面粗糙度反应了粉末颗粒的大小,然而不像其他竞争的工艺,可控的织构可能对成本没有什么影响。
☆公差
如果要求的公差紧密时,由于需要后续加工,MIM的成本趋向于增加,烧结件的公差大概在±0.3%。
☆组合
为了节省库存与组装费用,当讲多个零件团结为一个零件时,粉末冶金件,可以受益。
☆缺陷
必须使MIM固有的缺陷处于非关键位置,或制造成形后除去例如浇口印迹、提模杆标记或接合线等。
☆新型组合材料
MIM可制造出用传统工艺难以制造的新型组合材料,例如叠片的、两种材料结构的或耐磨耗用的混合的金属-陶瓷材料。
一、阳极氧化
阳极氧化:主要是铝的阳极氧化,是利用电化学原理,在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3(氧化铝)膜。这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。
工艺流程:
单色、渐变色:抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化→中和→染色→封孔→烘干
双色:①抛光/喷砂/拉丝→除油→遮蔽→阳极氧化1→阳极氧化2 →封孔→烘干
②抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化1 →镭雕→阳极氧化2 →封孔→烘干
技术特点:
1、提升强度,
2、实现除白色外任何颜色。
3、实现无镍封孔,满足欧、美等国家对无镍的要求。
技术难点及改善关键点:
阳极氧化的良率水平关系到较终产品的成本,提升氧化良率的重点在于适合的氧化剂用量、适合的温度及电流密度,这需要结构件厂商在生产过程中不断探索,寻求突破。
二、电泳 ( ED)
电泳:用于不锈钢、铝合金等,可使产品呈现各种颜色,并保持金属光泽,同时增强表面性能,具有较好的防腐性能。
工艺流程:前处理→电泳→烘干
技术特点:
优点:
1、颜色丰富;
2、无金属质感,可配合喷砂、抛光、拉丝等;
3、液体环境中加工,可实现复杂结构的表面处理;
4、工艺成熟、可量产。
缺点:
掩盖缺陷能力一般,压铸件做电泳对前处理要求较高。
三、微弧氧化 (MAO)
微弧氧化:在电解质溶液中(一般是弱碱性溶液)施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程,该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。
工艺流程:前处理→ 热水洗→ MAO → 烘干
技术特点:
优点:
1、陶瓷质感,外观暗哑,没有高光产品,手感细腻,防指纹;
2、基材广泛:Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其 合金等;
3、前处理简单,产品耐腐蚀性、耐候性较佳,散热性能佳。
缺点:
目前颜色受限制,只有黑色、灰色等较成熟,鲜艳颜色目前难以实现;成本主要受高耗电影响,是表面处理中成本高的其中之一。
四、豪克能技术
豪克能技术:利用冲击能和激发能的复合能对金属零件进行加工 ,从而获得镜面零件。
优点:不需要任何化学物质,加工实现绿色无污染低能耗;可以适应多种金属材质零部件的加工;同时有提高硬度耐磨性的优点
五、电镀 (Electroplating)
电镀:是利用电解作用使金属的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,粉末冶金厂,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用的一种技术。
工艺流程:
前处理→无青碱铜→无青白铜锡→镀铬
技术特点:
优点:
1、镀层光泽度高,高品质金属外观;
2、基材为SUS、Al、Zn、Mg等;成本相对PVD低。
缺点:
环境保护较差,环境污染风险较大。
六、粉末喷涂 (Powder coating)
粉末喷涂:是用喷粉设备(静电喷塑机)把粉末涂料喷涂到工件的表面,在静电作用下,粉末会均匀的吸附于工件表面,形成粉状的涂层;粉状涂层经过高温烘烤流平固化,大岭山镇粉末冶金,变成效果各异(粉末涂料的不同种类效果)的较终涂层。
工艺流程:
上件→静电除尘→喷涂→低温流平→烘烤
技术特点:
优点:
1、颜色丰富,高光、哑光可选;
2、成本较低,适用于建筑家具产品和散热片的外壳等;
3、利用率高,**利用,环保;
4、遮蔽缺陷能力强;5、可仿木纹效果。
六、金属拉丝
拉丝:是通过研磨产品在工件表面形成线纹,起到装饰效果的一种表面处理手段。根据拉丝后纹路的不同可分为:直纹拉丝、乱纹拉丝、波纹、旋纹。
技术特点:
拉丝处理可使金属表面获得非镜面般金属光泽,同时拉丝处理也可以消除金属表面细微的瑕疵。
七、喷砂
喷砂:是采用压缩空气为动力,以形成高速喷射束将喷料高速喷射到需处理工件表面,粉末冶金注射成型,使工件表面的外表面的外表或形状发生变化,获得一定的清洁度和不同的粗糙度的一种工艺。
技术特点:
1、实现不同的反光或亚光。
2、能清理工件表面的微小毛刺,并使工件表面更加平整,消除了毛刺的危害,提高了工件的档次。
3、清楚前处理时遗留的残污,提高工件的光洁度,能使工件露出均匀一致的金属本色,使工件外表更美观,好看。
八、抛光
抛光:利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。
针对不同的抛光过程:粗抛(基础抛光过程),中抛(精加工过程)和精抛(上光过程),选用合适的抛光轮可以达到很好抛光效果,同时提高抛光效率。
工艺流程:
技术特点:
提高工件的尺寸精度或几何形状精度,得到光滑表面或镜面光泽,同时也可消除光泽。
九、蚀刻
蚀刻:通常所指蚀刻也称光化学蚀刻,指通过曝光制版、显影后,将要蚀刻区域的保护膜去除,在蚀刻时接触化学溶液,达到溶解腐蚀的作用,形成凹凸或者镂空成型的效果。
工艺流程:
曝光法:工程根据图形开出备料尺寸-材料准备-材料清洗-烘干→贴膜或涂布→烘干→曝光→显影→烘干-蚀刻→脱膜→OK
网印法:开料→清洗板材(不锈钢其它金属材料)→丝网印→蚀刻→脱膜→OK
技术特点:
优点:
1、可进行金属表面细微加工;
2、赋予金属表面特殊的效果;
缺点:
蚀刻时采用的腐蚀液体(酸、碱等)大多对环境具有危害。
十、PVD真空镀
物理气相沉积(PVD):是一种工业制造上的工艺,是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术。
PVD原理示意图
工艺流程:
PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束,冷却出炉→后处理(抛光、AFP)