MIM與3D打印 | 21世紀最熱門的零部件成形技術

一、什么是MIM技術
金屬注射成形 ( Metal injection Molding ,MIM ) 是一種將金屬粉末與其粘結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劑進行混合，然后將混合料進行制粒再注射成所需要的形狀。聚合物將其粘性流動的特征賦予混合料，而有助于成形、模腔填充和粉末裝填的均勻性。成形以后排除粘結劑，再對脫脂坯進行燒結。有的燒結產(chǎn)品還可能要進行進一步致密化處理、熱處理或機加工。

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、精細陶瓷等等。

三、MIM的生產(chǎn)流程
技術交流→產(chǎn)品設計→模具設計→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→深加工（根據(jù)需要）→檢驗→成品

四、MIM的產(chǎn)品特點
1、MIM產(chǎn)品可以滿足體積小、空間結構復雜、個性化的需求，這類產(chǎn)品如果采用切磨的方法加工，將會十分耗時耗料，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)，大大減小了單個產(chǎn)品的生產(chǎn)時間，能夠縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省時間成本。

3、MIM產(chǎn)品高精度、高強度、高密度、組織均勻、性能優(yōu)異，這些優(yōu)勢具體體現(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，一些堅硬的材料，例如鈦合金、不銹鋼等等，如果用切磨工藝加工，對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)品的應用領域
由于可以批量生產(chǎn)、能夠滿足復雜的空間結構、產(chǎn)品性能優(yōu)異等優(yōu)勢，MIM廣泛應用與各個生產(chǎn)領域，例如消費電子、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、3C產(chǎn)品
在我國，智能手機、3C產(chǎn)品是MIM應用規(guī)模最大的領域。手機、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、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，常用的產(chǎn)品有：結構件、連接件、異型件、手機卡托、鏡頭圈、卡槽、振子等，未來手機中框也將是各家MIM公司爭先搶占的市場。

2、醫(yī)療器械
據(jù)統(tǒng)計，歐洲醫(yī)療器械MIM產(chǎn)品約占整個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2556億，MIM技術如果能大規(guī)模應用，產(chǎn)值不可估量。
MIM在醫(yī)療器械的應用有：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、手術刀柄等。

3、汽車制造
在歐洲，MIM技術在汽車零部件制造商的應用最為廣泛，國內(nèi)做汽車零部件的MIM企業(yè)相對較少，但MIM技術在汽車零件制造中的應用潛力大，利潤豐厚。
常見應用有：點火控制鎖部件、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、閥門導軌部件、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、汽車導管等。

4、工業(yè)機械
MIM技術在工業(yè)設備上的應用同樣不容小覷，其市場特點是規(guī)模大但應用分散。
MIM技術在工業(yè)機械的應用有微型馬達零件、電子零件、傳感器件、松棉機、紡織機、縫紉機等各類機械的小型復雜零件。

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

六、MIM技術的市場前景
根據(jù)StratisticsMRC機構預測，2022年全球粉末化新材料市場規(guī)模將達到1500億元。

國際上普遍認為MIM技術的發(fā)展將會導致零部件成形與加工技術的一場革命，被譽為“21世紀最熱門的零部件成形技術”。

目前在亞洲市場主要用于電子產(chǎn)品行業(yè)，北美市場主要用于醫(yī)療器械等領域，歐洲則更加偏重于汽車與消費品行業(yè)。我國的MIM市場從2000年開始逐步增長，2011年突破10億大關，到2016年市場規(guī)模已接近60億，在全球市場占比25%，預計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，這個突破是國外同行望塵莫及的。

七、MIM技術的相關工藝
——3D打印技術
3D打印技術是快速成形技術的一種，它以數(shù)字模型文件為基礎，運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造物體。

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

由于3D打印技術受部分因素限制，目前市場上的3D打印產(chǎn)品較難實現(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相結合，可以更好的實現(xiàn)現(xiàn)階段的經(jīng)濟價值。

來源：正圣資本

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