μ-MIM® Technical Newsletter Vol. 39 Qualitätssicherungs-Technologie in μ-MIM
Die μ-MIM-Technologie ist nicht nur eine MIM-Produktionstechnologie, sondern umfasst auch eine Qualitätssicherungs-Technologie für kleine komplexe Metallteile. Die Entwicklung einer zuverlässigen Qualitätssicherungs-Technologie ist seit der Gründung unseres MIM-Geschäfts unser Leitprinzip - wenn es keine zuverlässigen bewerteten Daten gibt, wird kein Markt unsere Teile akzeptieren.
Es ist allgemein bekannt, dass die Bewertung von Metallteilen mit einer Größe von wenigen Millimetern sehr schwierig ist. In dieser Ausgabe möchten wir die Gründe für die Schwierigkeiten anhand von Beispielen erläutern.
Warum war die Entwicklung der Messtechnik erforderlich?
Durch die Verkleinerung von Geräten mit immer höheren Anforderungen an die Funktionalität ist die gesamte Struktur von Metallteilen sehr klein geworden, bis hin zu wenigen Millimetern Länge, mit hochkomplexen 3D-Strukturen. Zum Beispiel hochpräzise Metallteile mit freier Gestaltung von Kurven, Innenverzahnungen oder komplexen Seitenlöchern. In der MIM-Industrie wird in der Regel eine endkonturnahe Sinterkörperfertigung plus Nachbearbeitung eingesetzt. Bei kleinen, komplex geformten Teilen, die eine gewisse 3D-Lagegenauigkeit erfordern, kann die herkömmliche MIM-Methode jedoch oft nicht die Anforderungen an die Toleranz oder die mechanischen Eigenschaften erfüllen.
Andererseits wurde unsere μ-MIM-Technologie für die Net-Shape-Produktion entwickelt, die eine minimale Nachbehandlung für eine stabile Massenproduktion von kleinen Präzisionsteilen anstrebt. Zu Beginn unseres MIM-Geschäfts in den 1990er Jahren gab es nur sehr wenige Verfahren, mit denen Metallteile zerstörungsfrei bewertet werden konnten, und wir waren nicht sicher, ob die gemessenen Daten zuverlässig waren, insbesondere bei komplexen Strukturen wie Freikurven, Innen- oder Schrägverzahnungen.
Änderungen in der Messtechnik
Zur gleichen Zeit wurde das 3D-CAD-Zeichnen allgemein eingesetzt und die Nachfrage nach 3D-Messungen stieg. Bei der 3D-Messung wird üblicherweise die taktile Messung eingesetzt, aber unsere μ-MIM-Teile sind zu klein, um sie selbst mit dem kleinsten verfügbaren Messgerät zu messen. Daher haben wir beschlossen, ein berührungsloses Messsystem zu entwickeln.
Im Allgemeinen werden Elektronenstrahlen oder Röntgenstrahlen für die berührungslose Messung von Metallteilen eingesetzt, da das sichtbare Licht die Metallteile nicht durchdringt und auch nicht stark reflektiert. Die Rasterelektronenmikroskopie kann beispielsweise Abstände genau beobachten, ist aber nicht geeignet, die gesamte 3D- oder innere Struktur zerstörungsfrei zu messen. Mit dem Röntgen-CT-Scanner kann die 3D- oder Innenstruktur zerstörungsfrei beobachtet werden. Für die Beobachtung von μ-MIM-Teilen ist jedoch ein Messfleck von einigen μm erforderlich, so dass die verfügbare Ausrüstung sehr begrenzt war. Glücklicherweise sind wir auf ein optisches Messsystem gestoßen, das diese bahnbrechende Technologie einsetzt, und haben über 20 Jahre lang die Erfahrungen und das Wissen über Messungen gesammelt.
μ-MIM-Technologie nach 2022
Dank der großen Entwicklung der Datenverarbeitungstechnologie können wir nun auch für komplexe 3D-Teile zuverlässige Qualitätssicherungsdaten liefern, da wir das Know-how zur Bewertung kleiner Metallteile gesammelt haben. Eine hochauflösende Analyse plus numerische Simulation zeigt den tatsächlichen Qualitätsunterschied zwischen konventionellem MIM und unserem μ-MIM, das Ihre ideale Metallteil-Serienproduktion realisiert.
Die weiteren Details werden in unserem Webinar vorgestellt, das am 19. Oktober, Mittwoch, stattfindet. Wenn Sie daran interessiert sind, registrieren Sie sich bitte auf unserer Webseite (Micro-MIM Webinar | Machen Sie Ihre Fertigungstechnologie mit unserem micro-MIM)
Ausstellung
Vom 27. bis 30. September werden wir zusammen mit der Incus GmbH auf der Micronora-Messe in Besançon, Frankreich, ausstellen. Wir würden uns freuen, Sie an unserem Stand begrüßen zu dürfen, um unsere aktuellen μ-MIM-Teile zu sehen und anzufassen. Unser Stand ist C504.
Säule
TAISEI KOGYO (THAILAND) CO., LTD. feierte sein 10-jähriges Bestehen. "Tham Bun" wurde im August als Teil der Veranstaltungen zum 10-jährigen Jubiläum abgehalten. "Tham Bun" ist eine buddhistische Zeremonie zur Ansammlung von gutem Karma. Der Gedanke dahinter ist, dass das gute Karma, das man durch "Tham bun" anhäuft, in der Zukunft zu einem zurückkommt. Wir ließen die Mönche ein Sutra rezitieren. Wir beteten für ein florierendes Geschäft und für die Gesundheit und das Wohlergehen unserer Mitarbeiter. Nachdem die Mönche gegangen waren, genossen alle gemeinsam ein köstliches Essen. Wir danken Ihnen für Ihre anhaltende Unterstützung der Taisei-Gruppe.
Fazit
Risse, Absacken oder Blasenbildung werden häufig als Folge des Aufquellens des Bindemittels und/oder der unterschiedlichen Eigenspannungen zwischen der Oberfläche und dem Inneren beobachtet. Diese Probleme lassen sich durch die Auswahl geeigneter organischer Lösungsmittel und durch Temperaturkontrolle vermeiden.
Das katalytische Entbindern nutzt die Sublimation des Bindemittels, wodurch es möglich ist, das Bindemittel in relativ kurzer Zeit zu zersetzen und die Verformung zu minimieren. Bei einer stark sauren Atmosphäre ist die Auswahl an Metallwerkstoffen jedoch begrenzt.
Beim Sinterprozess setzt die Halsbildung („Necking“), d. h. die Ausbildung von Brückenbindungen zwischen Metallpulverkörnern durch thermische Diffusion, bei Erreichen der Sintertemperatur ein. Sobald dieses Necking einsetzt, wird eine Schrumpfung beobachtet, die die Dichte erhöht. Bevor das Necking einsetzt, sollten daher alle organischen Bestandteile zersetzt und das Gas zwischen den Pulverkörnern entfernt werden. Im Sinterprozess führen unerwünschte chemische Reaktionen wie Oxidation oder Karbonisierung zum Verlust mechanischer Eigenschaften, weshalb zu Beginn des Prozesses eine präzise Atmosphärensteuerung mit niedriger Heizrate erforderlich ist. Wenn die Sintertemperatur erreicht ist, können außerdem einige pflanzenbasierte Bindemittel verdampfen.