粉末冶金注射成型

金属微注射成型技术（μ-MIM）

微机械或微机电系统（MEMS）是20世纪80年代后期发展起来的一门新兴的交叉学科，已被公认为21世纪重点发展的关键学科之一。

微机械或微机电系统的实用化依赖于微细加工技术的进步，金属微注射成型技术是批量化高效率生产高精度、高性能微型金属或陶瓷零件的一种zui有效的方法。

金属微注射成型技术是指利用MIM工艺生产微米尺寸或微米结构金属或陶瓷零件的一门工艺技术，一般指尺寸小于1mm或局部微米级精细结构的精密零件。

目前，采用适当的细粉，可以制取25~50μm厚、局部结构细节小于5μm、表面粗糙度大2~3μm的金属或陶瓷零件。

金属注射成型零件的尺寸向两个极端发展，微米尺寸精密零件有着巨大的市场容量和发展潜力。这些小零件的技术附加值非常高，例如光纤金属套、激光导管、印刷电路微型钻、微电子执行器及YA科医用等零件，每千克售价为4000~20000美元。

微注射成型产品在执行器、传感器、袖珍消费品、航空航天、电子组装工具、氧分析仪、过滤器及医用保健设备等方面有着广阔的应用前景。

限制微注射成型技术发展的主要障碍是精密微细模具的制造、狭窄缝隙的注射充填及为小零件的操作处理。

生产这类高精度微小零件的模具比常规模具要精密的多，需要用到各类现金为细加工技术，如光刻加工、电铸加工、微细切割、微细电火花加工等。采用LIGA（德文制版术、电铸成型和注塑成型三次缩写）等工艺制造塑料消失模具方法，可以很好地解决上述问题。

荷兰公司用金属3D打印制造超级摩托车电机冷却

荷兰超级摩托车制造商Electric Superbike Twente与金属3D打印公司K3D合作，为其电动自行车的电机生产新的冷却外壳。这是Electric Superbike Twente使用的一款3D打印金属组件，在此前的产品开发中，他们意识到使用传统技术生产的电机冷却外壳并不适合高性能摩托车，因此双方在设计第二辆电动摩托车后不久就开始合作。

传统制造的局限性

超级摩托车团队的技术经理Feitse Krekt 评论说：“首辆超级摩托车的冷却外壳由多个部件组成，这些部件使用传统的生产方法，如车削和铣削，很难生产。对于这些生产方法，需要大量的材料，因此最终产品变得非常沉重。而且另外一个问题是，由于车削过程，壁厚需要高于常规，我们无法尽可能高效地冷却电动机。所以，电机的功率低于预期，有时需要放慢速度以使电动机不会过热。”

因此，超级摩托车决定联系K3D，K3D是荷兰一家从Additive Industries购买了MetalFab1 金属3D打印机的公司，自2016年以来已生产超过35，000种产品。

△用于生产冷却外壳的MetalFab1 3D金属打印机

K3D的首席技术官Jaap Bulsink解释说，使用K3D生产的部件使他们能够享受传统制造技术无法提供的设计自由，“由于采用薄壁设计，内部通道具有zui佳的冷却性能，金属粉末冶金，只有金属3D打印才能实现极佳设计自由度。重要的是，樟木头镇粉末冶金，该部件的设计重量最轻。该部件打印非常准确，无需任何后处理即可直接使用。”

这不是3D打印初次用于制造电动摩托车。总部位于德国的BigRep已经制造出功能齐全的3D打印电动摩托车，但该自行车仅用于设计目的，目前还不是一种可行的商业产品。另外，宝马今年早些时候推出了3D打印概念车架，粉末冶金注射成型，用于BMW S1000RR运动自行车。

电动超级摩托车目前正在组装，之后将于2019年5月24日在荷兰恩斯赫德进行测试并最终曝光。

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，粉末冶金厂，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。

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