MIM與3D打印 | 21世紀(jì)最熱門的零部件成形技術(shù)

一、什么是MIM技術(shù)
金屬注射成形 ( Metal injection Molding ,MIM ) 是一種將金屬粉末與其粘結(jié)劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結(jié)劑進(jìn)行混合，然后將混合料進(jìn)行制粒再注射成所需要的形狀。聚合物將其粘性流動(dòng)的特征賦予混合料，而有助于成形、模腔填充和粉末裝填的均勻性。成形以后排除粘結(jié)劑，再對(duì)脫脂坯進(jìn)行燒結(jié)。有的燒結(jié)產(chǎn)品還可能要進(jìn)行進(jìn)一步致密化處理、熱處理或機(jī)加工。

二、MIM可采用的原材料有哪些
鐵基合金鋼、不銹鋼、鎳基合金、鎢合金、硬質(zhì)合金、鈦合金、磁性材料、Kovar合金、精細(xì)陶瓷等等。

三、MIM的生產(chǎn)流程
技術(shù)交流→產(chǎn)品設(shè)計(jì)→模具設(shè)計(jì)→模具制造

金屬、陶瓷粉末、粘接劑→混煉→注射成形→脫除粘接劑→燒結(jié)→深加工（根據(jù)需要）→檢驗(yàn)→成品

四、MIM的產(chǎn)品特點(diǎn)
1、MIM產(chǎn)品可以滿足體積小、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜、個(gè)性化的需求，這類產(chǎn)品如果采用切磨的方法加工，將會(huì)十分耗時(shí)耗料，有些甚至不能完成。

2、MIM產(chǎn)品可以滿足大批量的快速生產(chǎn)，開模之后，只需根據(jù)模具喂料生產(chǎn)，大大減小了單個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間，能夠縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省時(shí)間成本。

3、MIM產(chǎn)品高精度、高強(qiáng)度、高密度、組織均勻、性能優(yōu)異，這些優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在產(chǎn)品性能上，可以是表面更光滑、誤差更小、更加堅(jiān)硬、更加耐銹蝕等等。

4、MIM產(chǎn)品的成本低，一方面體現(xiàn)在材料的利用率高，沒有切磨的損耗，另一方面，一些堅(jiān)硬的材料，例如鈦合金、不銹鋼等等，如果用切磨工藝加工，對(duì)切刀和磨片損耗非常大，刀頭的損耗增加了許多成本。

5、MIM產(chǎn)品可以使用各類新型組合材料，材料中各種金屬粉末的配比可根據(jù)需求調(diào)整。

五、MIM產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域
由于可以批量生產(chǎn)、能夠滿足復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品性能優(yōu)異等優(yōu)勢(shì)，MIM廣泛應(yīng)用與各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，例如消費(fèi)電子、醫(yī)療軍工、航空航天、汽車制造等等，MIM產(chǎn)品幾乎滲透在各行各業(yè)。

1、智能手機(jī)、3C產(chǎn)品
在我國，智能手機(jī)、3C產(chǎn)品是MIM應(yīng)用規(guī)模最大的領(lǐng)域。手機(jī)、通訊、光纖產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展給MIM行業(yè)帶來了巨大潛力，國內(nèi)大部分MIM加工企業(yè)主要做智能手機(jī)、3C產(chǎn)品的MIM零部件產(chǎn)品。
此行業(yè)的零件要求精度高、耐用性強(qiáng)，常用的產(chǎn)品有：結(jié)構(gòu)件、連接件、異型件、手機(jī)卡托、鏡頭圈、卡槽、振子等，未來手機(jī)中框也將是各家MIM公司爭(zhēng)先搶占的市場(chǎng)。

2、醫(yī)療器械
據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐洲醫(yī)療器械MIM產(chǎn)品約占整個(gè)MIM制品總量的17%，北美約占35%，亞洲僅占4%。2014年，我國療器械產(chǎn)值高達(dá)2556億，MIM技術(shù)如果能大規(guī)模應(yīng)用，產(chǎn)值不可估量。
MIM在醫(yī)療器械的應(yīng)用有：剪刀、鑷子、牙齒矯形托槽、體內(nèi)縫合針、吻合器、活體組織取樣鉗、手術(shù)刀柄等。

3、汽車制造
在歐洲，MIM技術(shù)在汽車零部件制造商的應(yīng)用最為廣泛，國內(nèi)做汽車零部件的MIM企業(yè)相對(duì)較少，但MIM技術(shù)在汽車零件制造中的應(yīng)用潛力大，利潤(rùn)豐厚。
常見應(yīng)用有：點(diǎn)火控制鎖部件、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、閥門導(dǎo)軌部件、汽車剎車裝置部件、汽車防曬棚部件、離合器內(nèi)環(huán)、撥叉套、分配器套、汽車導(dǎo)管等。

4、工業(yè)機(jī)械
MIM技術(shù)在工業(yè)設(shè)備上的應(yīng)用同樣不容小覷，其市場(chǎng)特點(diǎn)是規(guī)模大但應(yīng)用分散。
MIM技術(shù)在工業(yè)機(jī)械的應(yīng)用有微型馬達(dá)零件、電子零件、傳感器件、松棉機(jī)、紡織機(jī)、縫紉機(jī)等各類機(jī)械的小型復(fù)雜零件。

5、其他行業(yè)
除了上述提到的目前應(yīng)用規(guī)模較大的領(lǐng)域，MIM在航空航天、軍工器械、辦公設(shè)備、家用產(chǎn)品、穿戴產(chǎn)品、鎖具、樂器等大大小小的領(lǐng)域都有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br />

六、MIM技術(shù)的市場(chǎng)前景
根據(jù)StratisticsMRC機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2022年全球粉末化新材料市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1500億元。

國際上普遍認(rèn)為MIM技術(shù)的發(fā)展將會(huì)導(dǎo)致零部件成形與加工技術(shù)的一場(chǎng)革命，被譽(yù)為“21世紀(jì)最熱門的零部件成形技術(shù)”。

目前在亞洲市場(chǎng)主要用于電子產(chǎn)品行業(yè)，北美市場(chǎng)主要用于醫(yī)療器械等領(lǐng)域，歐洲則更加偏重于汽車與消費(fèi)品行業(yè)。我國的MIM市場(chǎng)從2000年開始逐步增長(zhǎng)，2011年突破10億大關(guān)，到2016年市場(chǎng)規(guī)模已接近60億，在全球市場(chǎng)占比25%，預(yù)計(jì)2018年將突破70億元。

近年來，中國制造的MIM產(chǎn)品受到廣泛認(rèn)可，許多國際知名公司紛紛轉(zhuǎn)向中國采購MIM零件，其中不乏像蘋果這樣的大公司，現(xiàn)在蘋果公司的MIM零件大部分是由中國研發(fā)制造的。另外，中國MIM行業(yè)不斷地創(chuàng)新，國外MIM產(chǎn)品單件重量一般在50克以內(nèi)，而國內(nèi)的單件重量可以做到2700克，這個(gè)突破是國外同行望塵莫及的。

七、MIM技術(shù)的相關(guān)工藝
——3D打印技術(shù)
3D打印技術(shù)是快速成形技術(shù)的一種，它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體。

金屬3D打印，在MIM的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的工藝流程簡(jiǎn)優(yōu)化，其后端燒結(jié)工藝能夠與目前的MIM工藝完美結(jié)合，而在前端以3D打印取代金屬注射步驟，能夠大幅提升個(gè)性化產(chǎn)品的生產(chǎn)速度，降低開模的固定成本。

由于3D打印技術(shù)受部分因素限制，目前市場(chǎng)上的3D打印產(chǎn)品較難實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，更多的停留在模型和概念的階段，未來還有很大的發(fā)展空間。將3D打印與MIM相結(jié)合，可以更好的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

來源：正圣資本

颠覆传统制造