金 属 微 注 射 成 形 技 术 (metal micro injectionmolding,μMIM)是德国 IFAM 研究所开发的一种成形技术,就是将 MIM 技术有机地运用到外形尺寸达微米级零件的制备上。
通常意义上MIM 可用来生产的产品有两种:
①尺寸达到微米级,质量轻至几毫克的零件;
②零件的外观尺寸与传统注射成形零件的尺寸相似,但局部结构的尺寸达到微米级的带有微结构的零件。
近些年来,微注射成形成为注射成形领域的研究热点,随着现代机械向着微型化方向发展,微注射成形的应用必将越来越广泛[14]。
目前,Karlsruha 研究中心已将 μMIM 技术成功应用于医学器械微小零件的生产[15],例如分光计、滴定板等,产品的结构尺寸达到了微米级,最小壁厚为 50μm。
为德国 IFAM 公司利用 μMIM 技术生产的用于外科手术使用的缝合锚[16],它的尺寸只有火柴头大小。
金属共注射成形
金属共注射成形 (metal co injection molding,Co-MIM)起源于 20 世纪 90 年代,是一种三明治式的粉末注射成形技术。
该工艺是同时或分批的将两种具有不同特性的材料注射到一个模具中,进行一次复合注射成形,它能将金属材料和一个性能完全不同的材料在同一个零部件中结合到一起。
采用这种方法能获得具有功能性和复杂形状的芯 / 壳层结构,并且不需要对制品进行如涂层、热处理和组装等的后续工艺。最终实现了一道工序可制备出功能梯度材料,极大地减少了工序,降低了成本。
Co-MIM 技术为功能零件的开发和设计提供了一种新思路。李益民等[17]已经利用 Co-MIM 技术提出一种新的生物种植结构,广泛的应用于致密的皮质骨结构和外孔内实的松质骨结构。
这种结构有利于种植骨和周围骨质结构的界面应力传递,外层多孔结构的孔隙率体积比在 5%~60%,最大的孔隙有400μm。
2019金属注射成型的发展前景
根据 BCCresearch 最近对金属和陶瓷注射成形的市场研究预测,全球金属和陶瓷注射成形部件的市场价值将由 2012 年的 15 亿美元增长到 2018 年的近 29 亿美元,平均年增长率达 11.4%。
同时,随着汽车销量的下降,MIM 技术将更多的进入到医疗、航天、电子等领域。
在新版的欧洲粉末冶金行业路线图中,欧洲粉末冶金协会指出医疗市场是注射成形行业极其重要的一个部分[18]。
随着市场的不断扩大,MIM技术在医疗领域的应用将越来越深入,各种基于 MIM技术的新材料和新工艺也会不断的被开发出来。