Was ist Metallspritzguss?

Metallspritzguss (Metal Injection Moulding, MIM) ist ein Verfahren, bei dem Metall pulverisiert, gemischt und in eine Form gegeben wird, um feste Teile und Ausrüstungsteile herzustellen. Die als Ausgangsmaterial bekannte Mischung aus Metallpulver und Bindemittel ist in ihrer Menge begrenzt, so dass das Spritzgießen von Metall ideal für kleine, detaillierte Teile ist. Zu den Anwendungen dieses Prozesses gehören Maschinenteile, zahnärztliche Werkzeuge und Schusswaffenausrüstung. Bei allen handelt es sich im Allgemeinen um kleine und komplexe Teile.

Pulvermetallurgie ist die Technik, mit der bestimmt wird, welche Metallsorten für den Metallspritzgussprozess zu Pulver verarbeitet werden können. Zur Herstellung eines Metallpulvers stehen verschiedene Strategien zur Verfügung, z. B. physikalische Abscheidung, Vermahlung, Zerstäubung, chemische Reaktionen oder Zentrifugation. Die Art der Pulverstrategie hängt stark von der Art des zu pulvernden Metalls und seinen spezifischen Eigenschaften ab.

Sobald das Metallpulver hergestellt ist, wird es mit einem Bindemittel gemischt, das aus verschiedenen Wachsen und Kunststoffen besteht. Die resultierende Mischung, die als Ausgangsmaterial bezeichnet wird, kann dann in die Form eingespritzt werden. Aufgrund der Ähnlichkeiten zwischen dem Ausgangsmaterial und dem geschmolzenen Kunststoff, der beim regulären Spritzgießen verwendet wird, kann dieselbe Spritzgießausrüstung für das Metallspritzgießen verwendet werden. Das Ausgangsmaterial wird in einer kleinen Menge, die als Schuss bezeichnet wird, in die Formvorrichtung eingespritzt, die dann in der Form abkühlen kann.

Nachdem das Abkühlen abgeschlossen ist, wird das Bindematerial teilweise von dem Teil entfernt, üblicherweise mit einem Lösungsmittel oder einer chemischen Reaktion, aber gelegentlich wird das Teil erwärmt, um das Bindemittel abzuschmelzen. Der Teil enthält jetzt einen signifikanten Anteil des leeren Raums, der etwa 2% bis 4% des Gesamtvolumens in einer Stufe des Prozesses ausmacht, die als braune Stufe bekannt ist. Das Metall wird dann durch einen Sinterprozess fester und dichter. Während des Sinterns wird das Metall auf eine Temperatur knapp unterhalb seines Schmelzpunkts erhitzt, bis die Oberfläche der Metallpartikel miteinander verschmilzt, während die strukturelle Integrität des Teils erhalten bleibt. Das Endergebnis ist ein Metallteil, das eine Feststoffdichte von bis zu 99% enthält.

Sobald kleinere Änderungen vorgenommen wurden, ist das Teil fertig und kann verwendet werden. Da beim Metallspritzgießen Formen verwendet werden, ist diese Technologie flexibler und ideal für komplexe, komplex gestaltete Teile. Andere Metalltechnologien erfordern häufig hohe Kosten, um die gleichen resultierenden Produkte zu erzielen, so dass das Metallspritzgießen zu einer zunehmend beliebten Technik für die Herstellung dieser Teile wird.