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苹果“爱不释手”的制造工艺:金属注射成型
2021年07月29日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:1904
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近期,科技巨头苹果在其官网公布了最新的供应链厂商名单。其中引人注意的是,国产MIM双雄富池高科(东睦股份子公司)、精研科技均新进入了苹果TOP200供应商。会有这样的结果,显然与苹果对MIM的重视离不开关系。那MIM到底何方神圣,它凭什么赢得了苹果的心?

MIM是什么?

MIM(Metal Injection Molding),中文名称为金属注射成型,是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术。众所周知,塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的制品,但塑料制品强度不高,于是便有人想到,如果往塑料中添加金属或陶瓷粉末,那是不是就能得到强度较高、也比较耐磨的制品?

 

 

MIM结合了粉末冶金及塑料注射成型的优势

在这个想法得到验证后,人们开始逐步提高固体粒子的含量,最终演变为了可在烧结过程中完全除去粘结剂,并使成形坯致密化的金属注射成型。

简单来说,MIM就是把金属粉末和粘结剂均匀混合在一起,经过加工就可以做成各种形状的金属器件。由于精度足够高,因此可以生产传统粉末冶金工艺不能满足要求的小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求的制品,从而被广泛应用于电子信息工程、汽车、机械、五金、兵器及航空航天等工业领域,被誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。

MIM工艺流程包括:金属粉末+有机粘结剂→混料→成形→脱脂→烧结→后处理→成品。目前用于注射成形的金属粉末主要是羰基铁粉、羰基镍粉、不锈钢系列粉末、工具钢粉末、铁基合金粉等。羰基铁粉由于形貌呈球形,细而均匀、流动性好、纯度高、密度大、易成形烧结等优点,是公认的生产铁基及铁合金粉末注射成形零部件最适合的材料;不锈钢系列粉末由于耐高温、耐氧化腐蚀,成本相对低,也被广泛应用。以下是MIM的流程图。

 

金属注射成型流程图

苹果为什么这么重视MIM?

早在1974年,就有人使用这种工艺来制作产品,但直到最近这十年MIM才开始在亚洲被许多人所熟悉,而这其中就有苹果公司的参与和推动。

不知道大家还记不记得iPhone 4?作为将苹果推向巅峰的产品,iPhone 4为iPhone系列引入了崭新的硬件设计,首度推出了单一HOME键的手机操作方式,开启了手机转换的时代,人们对于手机上的使用更直接更直观,甚至连三岁的小朋友都会使用智慧型手机,使得当年的iphone4就已经创下了四千万部的惊人销售量。

 

苹果公司的时任首席执行官史提夫·乔布斯称iPhone 4为当时世界上最薄的智能手机,仅有9.3mm,由不锈钢框架组成,内部组件置于硅酸铝玻璃之间。可想而知,iPhone 4内部的空间其实相当有限,但与此同时手机内部零件设计却比以往更加复杂,再加上乔布斯与生俱来的完美主义让他无法接受不完美的东西,这就导致零件的制造变得前所未有的困难了起来。

为了质量的统一稳定,iphone4内部的零件在变小的同时强度必须保持一致。如此一来,面对量大、零件体积小、有强度、形状复杂以及具有金属质感的多重条件下,传统的成型工艺如铸造、锻造CNC加工等已经无法满足需求,而MIM就在这样的一个状况下展露头角,开始被应用于iPhone手机的制造上,从此变成了近期较新的工艺制程之一,被苹果重用至今。

结语

MIM的优势不用多说,目前它作为一种新的零部件成形生产技术,近年来得到快速的发展,其所用的粉末原料产量和品种也在不断增加,尤其是随着消费电子产品需求的上涨,MIM也越发受到业界重视。

 

(图片来源:plastoco)

不过要想扩大MIM的应用领域,不但需要从成本方面不断进行改进,还需要在粉末的选择应用过程中掌握粉末的生产工艺和性能指标,以更好地掌控全局以提升MIM产品质量,使其在后续产品中发挥最大优势。若您对这方面知识感兴趣,欢迎关注粉体圈即将在9月17日于广州保利世贸展览馆6号馆举办的“2021年全国粉末冶金创新发展论坛暨纳米金属粉体制备与应用研讨会”,更多精彩等着您!

 

资料来源:

金属射出成型#EP1簡介,E&O MIM
注射成形用金属粉末的制备技术及性能研究进展,张新涛,张科翠,张东,赵健,樊昱,张娟。

 

 

粉体圈 小榆

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