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金属粉末打针成型技能要点MIM

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结合我们现在实际状况,MIM成型实现标准化比注塑成型的难度要高,须要把各项不稳定成分逐渐降落。
在《成型常见不良MIM版》里我们讲过:

1.MIM成型不良有些在成型后可以直接表现出来,有些须要溶脱、烧结后才能表现出来。
2.无论注塑成型还是MIM成型都是一个涉及到人、机、料、法(工艺)、环、模、测(考验)、设(产品设计)八大要素,几十各类变量的繁芜的工艺,这些变量是相互浸染的。
因此,办理一个问题有多种方法。
同样,一个问题的办理方案可能会导致其余一个不同形式的毛病发生。

金属粉末注射成形(MIM)标准化

精密注塑成型采取从质料厂家购买的原包料,首先质料是经由严格的出厂考验的,不同批次质料之间不会有变革。
而我们的质料不同批次之间流动性存在一定的差异,即利用原机台、原模具、原参数,上一批次和下一批次打短射时流动间隔有时会不一样,因此有些时候开机生产都须要重新调度参数以适应质料流动性的变革。

其次注塑质料一样平常不添加回收料(对付个别哀求不高的产品纵然添加回收料,添加百分比也非常低,每每也只添加一次和二次回收料,而且要先实验验证添加比例和次数对产质量没有影响后才会写入标准成型条件,并依此管控质料)。
因此注塑成型只须要按物性表哀求的干燥温度、熔融温度、模具温度、螺杆转速、背压、滞留韶光进行设定,熔融质料特性就不会发生改变。

MIM成型则不同,从质料经济本钱的角度考量,一样平常都须要添加回50%回收料,乃至利用100%回收料,且我们的质料回收次数没有掌握,随着质料回收次数过多,粘结剂氧化越来越严重,质料粘度流动性变革会越来越大,成型工艺也必须随着质料特性的变革不断调度,生产就不稳定。
因此我们须要对质料的回收次数及回料添加比例做实验,验证合格后对回收料添加比例及次数做规定。

质料变革的成分

质料的粘度该当在一个空想的范围内,以便成功地进行成型。
在成型过程中粘度过低会导致粉末和粘合剂的分离。
另一方面,粘度过高会危害稠浊和成型过程。
生产过程中原料进水,射出的质料劣化,不能及时创造,反而去调度标准参数,致使问题无法办理。
生产过程中用错料,由于不同质料流动性存在差异,导致成型问题涌现。

如何测试质料粘度及流动性以确保每批质料都是合格的呢?

1.粘度可通过多种技能进行丈量。
对付聚合物,常用软化指标描述,即10min内在一定压力浸染下聚合物挤出圆柱形模具得重量克数。
试验细节取决于粘度范围及材料。
绝大多数粉末注射成型稠浊料为非牛顿体,不适宜利用大略指标,而且粘度应该在一定条件范围内丈量。
这些条件反应成型操作中希望得到得条件。

2.常用得粉末注射成型体系丈量技能基于毛细管挤压模,迁徙改变同轴圆柱筒,迁徙改变平行平板,稠浊流变仪转矩丈量以及平板上迁徙改变圆锥试验。
但是,丈量结果对所用装置很敏感,这很不利。

3. 毛细管流变仪:由于毛细管流变仪与实际中所碰着得粘度及剪切速率符合得很好,以是它在丈量粉末注射成型喂料特性时用途最大,它丈量的毛细管中通过压流时的压力降速及流速。

4. 其余有一种大略单纯且比较粗糙的测试质料流动性的方法,即采取国际标准蚊喷鼻香片模具测试法:螺旋长度165厘米,流动通道深度3毫米,宽4.8毫米。
在标准机台、标准成型条件下测试质料充填的螺旋线长度,以确保每批投入生产的质料流动性是同等的。

机器的变革成分

机器的影响紧张是成型机及模温机的不稳定影响比较大。
举几个常见的例子:1.我们的质料很多属于磁性材料(不能像塑胶粒一样采取料斗里加磁力架吸出金属异物或直策应用原包料)且回收次数较多,生产过程中难免涌现金属异物加入料斗并进入料管,乃至堵塞喷嘴。
这些都会影响射出压力及充填速率。

2. 喷嘴与浇口套合营不好,喷嘴滋料,造成射出不稳定。

3.质料熔融温度与料管设定温度差异较大,乃至达到40度温差,同样规格型号的机台熔融温度差异很大。

4. 循环水及模温机温度差异变革大。
循环水不能作为精密成型的模具冷却水。
不同的模具其模温哀求不一样,循环水的温度一年四季都不一样,纵然把循环水温度掌握在一定温度,也无法知足不同模具冷却所须要的特定的温度。
模温机由于品牌及老化程度不一样,同样的设定温度所输出的温度及流量也不一样。

5. 生产过程中模温机跳闸,没有及时创造并予以纠正而是采纳调度参数来办理。

6. 成型机墙板不垂直,四根格林柱张力不一致,锁模时模具受力不屈均。

7.止逆环间隙过大或螺杆头折断,质料回流,余量不稳或为零,产品不稳定。

8. 成型机须要定期保养及校准,否则用的韶光长了,各方面精度发生变革影响成型稳定性。
详细如何调校成型机须要专门的一节课来讲,这里不再多说了。

模具变革成分

首先,讲一个“模具工艺范围”的观点。
很多人都不理解这个词代表的是什么意思。
所谓“模具工艺范围”是衡量模具是否易于生产的一个指标。
这和产品设计、模具设计等密切干系。
举个例子便于大家理解,我们改换模具的时候可能会有一些产品还按上一套模具的参数生产都没有问题且非常稳定,这便是该模具工艺范围很宽。
有一些模具用上复临盆同样的机台同样的参数,打出的产品不合格且须要花费很永劫光来调度参数,有时还调不好。
这便是模具工艺范围太窄。

工艺参数范围越宽生产开机越随意马虎,开机效率越高,产品质量越稳定;工艺范围越窄开机效率越低,生产越不稳定,八大要素其他要素轻微的变革可能都会影响到产品的质量。
对付工艺范围太窄的模具从产品构造及模具设计前期要做好DFM,从设计上只管即便将模具工艺范围设计合理(可采取模流剖析预测模具工艺范围宽窄)。

对付模具加工精度不足、模具及备件材质质量不好、造成模具保养或生产过程中模具状况发生变革,也会造成生产的不稳定:

例1,模具上次生产没问题,但是模具下模保养后再次生产时创造顶针高了或低了。
或者在生产过程中顶针发生波折,造成顶针印变高,紧张缘故原由是由于有些顶针太细,本身质量差,强度低,随意马虎波折。

例2,有很多模具有碰穿孔,碰穿面的间隙该当是0到-1个丝,这样既不会跑毛边也不会导致碰穿针头部变形。
但是我们有些模具精度达不到,常常碰穿针头部挤堆,造成产品脱模不顺粘模等问题。

例3,模具水路堵塞,由于循环水杂质较多、模具永劫光不用,水路生锈等问题随意马虎造成模具水路堵塞,水路循不畅环造成模具实际温度与原来生产时不一致。

例4. 一些模具随着生产次数增多,模具老化,精度降落,产品越来越难打。

例5. 后模板与支撑柱合营间隙大于0~+1个丝,射胶峰值压力瞬间后模板变形,产品出毛边。

例6. 模具生产一段韶光后排气槽堵塞,造成困气、熔接痕等毛病产生。

例7.有的产品模具水路设计不合理,产品四周的冷却效果不好,生产一段韶光后模具打热,产品涌现气泡、打不满等问题。

例8. 模具加工精度太低,模仁和模框之间间隙过大,每次拆装模仁后前后模仁位置发生偏移,造成产品分型面错位。

例9. 模具涨塞孔不抛光,涨塞利用韶光长了拉力不平衡,造成产品开裂,须要反复调度涨塞。

例10. 模具中板太薄,强度差,利用几天后中板变形,造成料头部位滋料过多,射出不稳定。

例11. 带中子油缸的模具没有加中子旗子暗记,一旦中子退不到位,顶针顶出直接将滑块撞坏。

例12. 顶针与滑块有干涉的模具滑块没有加防呆,一旦滑块退不到位,顶针顶出直接撞坏滑块。
或者顶针没有加回退确认旗子暗记,一旦顶针没有退到底,合模时滑块直接撞顶针。

检测成分

为什么会把检测成分作为八大要素提出来呢?由于有些问题确实和检测是有关系的。
例如:卡尺有没有定期校验,有丈量偏差。
卡尺卡一些薄壁环形产品时用力过大造成产品变形。
质量工程师对产品质量标准不与客户直接沟通,对产品外不雅观和功能吃的不透,只能完备按上一次生产的样品作为本次生产的标准,有些产品没有定尺寸公差等等。
这里我就不多讲了。

设计成分

产品构造设计及模具设计对产品生产影响很大,决定了模具工艺范围宽窄及模具质量和产品质量好坏。
我就不多讲了。
这部分可以单独讲几节课才能说的明白。

职员成分

例如,大家有没有创造有的产品某人打不稳定、产量低、模具随意马虎压模,换个人打就没有这些问题。
这便是每个人的手腕、节奏频率以、对该产品和模具把稳事变理解的程度不一样、以及当天事情心态等成分有关。
这个也不多讲了。

环境变革成分

例如:

1, 一年四季、昼夜温差变革对模具温度及循环水温度,乃至对产品尺寸都会有影响。
2,大气相对湿度高低降了成型密度,这很可能是粉末的表面能发生了变革。

成型参数不合理

所有成型参数的设定仅仅以打出的几样子容貌品为依据,随意马虎涌现极度的成型参数,极度的成型参数本身便是一个不稳定的成分,采取极度的工艺随意马虎造成八大成分其他成分的轻微变革时产品发生变革。

对付生产不稳定的产品如何从工艺的角度设定稳定的工艺参数有专门的一节课,这里不再累述。

八大要素强调“稳定压倒统统”。
八大要素里影响稳定性的单个成分有上百种而且相互影响交织产生,我在这里只是抛砖引玉,列举个案,还望大家勤思考多动脑,积极发挥主不雅观能动性。

标准化如何实现

讲了这么多变革的成分,但又该如何实现标准化呢?

大略讲便是逐步肃清各种变革的成分。
这句话提及来很大略,但涉及到的面非常之广,我们现在的差距非常之大。
并非凭一己之力所能及,须要很多干系职员理解、合营、协作才能实现。

这是一个别系工程,并非一挥而就。
从宏不雅观上我们要搜集日常存在的所有系统性问题,只管即便把变革的成分从系统上一步一步办理掉;从微不雅观上我们要针对每一套模具成型时存在的问题点及把稳事变详细的记录下来,形成履历,积累起来并共享给所有成型职员。

例如,R8工具之前生产是打两穴要一穴,每穴只堵下面一个浇口,工艺参数是基于这样的堵浇口状况设定的,再次生产时由于先前没有记录上次生产堵浇口状况,组长可能会堵一穴生产,这时由于堵穴造成添补体积发生变革,实际充填速率和料量都会发生变革,产品打不好就开始调参数,相称于重新试模,既摧残浪费蹂躏开机韶光而且有时根本调不好。

当模具再次生产开机时按原机台原标准成型条件(有详细备注信息并负责完全记录工艺参数的标准成型条件)输入机台,待模具温度和料管温度稳定后开始成型,产品如果合格就连续生产并把稳不雅观察生产过程中有无颠簸。
如果产品不合格不要上来就盲目大调参数,先想一想把这次生产和上次生产八大要素里有哪些成分发生了变革,如果所怀孕分不变的话产品状态跟上次该当是完备同等的。

例如:

1. 螺杆有无非常,以双极定动钳头为例,产品涌现蜡纹,微调参数不管用,大调参数也不管用,末了创造螺杆非常,造成剪切过大所致。
拆螺杆后恢复原参数微调,蜡纹合格。

2. 涨塞是否拉的不平衡,以管夹块为例,产品开裂,微调参数无效,调涨塞同时升前模温后产品开裂问题办理。

3. 质料是否回收次数过多,以圆砧板堵料把,改换新料后不堵料把。

4. 检讨喷嘴加热是否掉线,冷间启动是否运用。
以A产品为例,产品打不满,检讨加热圈创造加热圈掉线,接线后产品仍有打不满,喷嘴温度虽然刚刚升到设定值,但是由于老机器没有冷间启动保护,喷嘴内还是残留有部分冷料,此时螺杆加料非常,这时候又是拆喷嘴又是调参数都没故意义,等十分钟后喷嘴热透了产品自动回答正常。

5. 机台温度是否存在差异,B产品原来在4号机生产没问题,换到1号机后产品总长小,检讨创造4号机料管实际温度比1号机低,将料管温度降落10度后产品尺寸合格。

6. 喷嘴是否堵塞,机台操作职员是否按把稳事变操作,以C产品为例,产品开裂、缩水、不稳定,检讨创造喷嘴孔被铁渣子堵塞,造成射出压力丢失过大产品不稳定。
裂是熔接痕位置,将熔接痕位置速率调慢后熔接痕不裂。
前模缩水,降落前模温度,加保压后缩水暂时合格,但由于降落前模温度加大保压造成料头粘前模,修流道后料头不粘模。
连续生产过程中料头又涌现粘模,检讨创造有时冷料留在浇口套边缘,打活职员没有及时打消冷料,冷料打进拉料钩里,造成拉料钩强度低,开模时拉料钩断裂,料头没有被拉到后模,对打活职员进行大略培训后产品生产合格。
该问题比较繁芜,涉及机器问题、模具问题、工艺问题、职员问题四大要素。

7. 模具芯针是否变形,例如D产品裂,调度参数无效,检讨模具芯针头部创造变形,造成产品脱模不顺开裂,将芯针修睦后产品不裂。
该芯针可能是由于生产时员工没有将产品取出模具,造成压模变形所致。

8.检说情况温度变革,例如E产品浇口对面有蜡纹,检讨射嘴堵塞了,拆射嘴清理后生坯考验合格。
连续生产两天后浇口处缩坑,检讨是由于近期环境温度回升造成模具温度偏高,将模温降5度后产品合格。

9. 找不到变革的情形下,试试微调参数 ,例如F产品薄壁处打不满,中班调一个班没调好。
第二天恢复原条件大,薄壁处打满,但是阔别浇口处 的小柱子打不满,微调保压压力和保压切换位置后产品合格。
把稳1.调度参数要以不变应万变,不能盲目大幅调度参数。
2.要长于总结,每次开机调好后要将分外把稳事变写在标准成型条件表上。
以免下次开机时不把稳这些事变而造成产品出问题,然后盲目调度参数。

10. 检讨质料用的对不对,例如G产品产品开裂,熔接痕。
升高模温后产品不裂,熔接痕不太好,然后创造料用的不对,换料后熔接痕消逝,产品合格。

11. 由于机台排不开,模具首次从小机台切换到大机台生产时,模温料温不变,重新设定储料位置及射出、保压。

12. 检讨机台射出原点是否归零。
例如H产品料头粘模、裂、尺寸小,无法打短射,检讨机台创造射出原点为-12,将射出原点归零后可打短射。

13. 检测手腕是否有问题,例如I产品尺寸小,检测方法有问题,该产品为薄壁圆环,像戒指一样,用卡尺用力一卡产品变形造成丈量数据偏小,改进检测方法后产品尺寸丈量结果合格。

14. 检讨模具碰穿面是否有挤堆征象,例如J产品有一腔产品粘模,四腔产品尺寸大,检讨模具创造粘前模的一腔型针为碰穿针,头部碰穿位有轻微挤堆,抛光后不粘前模。

15. 检讨顶针扎的是否太深,例如K产品您产品变形,检讨模具创造是顶针扎的太深且产品太薄,造成产品取出时被拉变形,将顶针调短后产品合格。

16. 检讨止逆环是否封不住胶,例如L产品在13号机打止逆环封不住胶,产品射出余量为零,造成产品缩。
换正常机台生产。

17. 检讨模温机是否跳闸,例如M产品产品生产中涌现开裂,检讨模温机创造跳闸,重启模温机,待模温正常后产品不裂。

18.检讨质料是否进水,例如N产品头一天生产没问题,第二天产品粘前模,螺杆吱吱响且储料速率慢,检讨创造质料进水,改换新料后产品正常。

19. 检讨开模终点位置是否固定,例如O产品打全自动监控器总报警,检讨创造开模终点位置设定值215,实际值一下子242.6,一下子238,调小开模末了一段压力,让每模开模位置都停滞在342.6附近,监控器不报警。

20. 检讨料头上是否有冷料,例如P产品上有流痕(实在是冷料痕),检讨浇口附近料头上有冷料,升高喷嘴温度后OK。

21. 检讨模具安装是否发生旋转,Q产品打不满,检讨模具 创造模具旋转90度安装,受重力影响流动发生变革,将模具规复试模时安装办法后微调OK。

22. 检讨模具排气状况,例如结合线困气,检讨创造贴纸没有让开排气槽,贴纸让开排气槽后结合线OK。

23. 质料是否吸潮,例如R产品气泡调不好,检讨质料吸潮,喷出的料还大量水蒸气,改换新料后OK。

24. 检讨模板是否平行,例如S产品模板不平行会造成小耳朵处开裂。

25.检讨模仁与模框之间间隙是否过大,例如T产品模仁与模框间隙过大,造成产品分型面部位涌现断差。

26. 检讨模具中板是否变形,例如U产品料头毛变大,滋料严重,产品不稳定,检讨创造没模具中板部位太薄,强度不足,变形导致。

27,检讨带中子油缸的模具有没有加中子旗子暗记,一旦中子退不到位,顶针顶出直接将滑块撞坏。
例如V产品,生产调机时模具撞坏。

28. 检讨顶针与滑块有干涉的模具滑块有没有加防呆,一旦滑块退不到位,顶针顶出直接撞坏滑块。
例如V模具,试模时两次撞坏模具。
或者顶针没有加回退确认旗子暗记,或者顶出回退间隔没调好,一旦顶针没有退到底,合模时滑块直接撞顶针。
例如W模具试模时撞坏模具。

29. X产品原模具、原机台、原参数,打出产品重量轻,检讨创造此批质料流动性变差,将料温升高到190度后产品重量合格。

30.Y产品、Z产品刚开机打前几模,模具温度低,产品粘前模,连续打几模后模具温度逐渐上升,产品不再粘前模。

总结,唯有实现成型标准化才能从根本上办理我们当前开机困难的问题。
当所有这些系统性问题及微不雅观问题全部都办理了,形成规范化了,相信公司MIM成型绝对会达到顶尖级水平。

方法总比问题多,路须要一步一步脚踏实地的走。

我们现在的问题和差距世间大部分的问题,其根源都是人的思想不雅观念涌现了问题。

班长事情的任务心和积极性不稳定,尤其当质料问题集中爆发时,再加上模具工艺范围窄的模具集中生产时,造成生产困难,班长随意马虎产生畏难生理,破罐破摔,造身分歧期间产量颠簸很大。

有问题只是根据以往对产品模糊的一个印象去调,有时能调好,有时调不好。
没有总结,没有记录,没有从系统上去负责的剖析缘故原由。
凭着以往的一些履历主义干事很难实现标准化,这样以来运气的身分占的成分很多。
大家韶光久了可能以为活不好干。
这种旧有的思想根深蒂固,缺点的不雅观念和思维一旦永劫光形成并固化,很难纠正。

不能全面考虑八大成分对产品问题的影响,八大成分其他成分涌现变革时不能及时创造。
只是企图通过不断的调度参数来办理所有问题。
认知的维度和空间受到了限定。

每个人对问题的理解的深度差距太大,这一点真的很难一时改变。
员工有时不按工艺哀求干活,没有按周期做出逾额的产品,磨洋工、混日子。

由此可见,模具是所有环节的重中之重。
在MIM行业也是七分模具;喂料、成形、脱脂、烧结、自动化,一共才占了30%,模具主要性是最高的。

模具设计6大要点:浇口、流道、分型面、顶出、排气、冷却水路。

1,浇口:位置、形状、形式、大小决定料流的大方向,是最关键,在设计阶段可以用模流剖析来进行初次判断。
2.流道:设计一定要知足进胶平衡,同时要避免尖角及冷料产生。
3.分型面选在不影响产品外不雅观,方便产品分型和适宜利用分型面排气的位置4.顶出:顶出要考虑顶出平衡,同时顶针面积只管即便靠近于品顶出面面积的10%5.排气:能够将型腔内的气体顺利排出6.冷却水路要平衡、均匀,只管即便靠近模具型腔,连续生产时保持模内<5度温差,有效肃清模具热点。

试模的阶段及目的:

试模的目的紧张便是为了验收模具好坏,验证模具是否适宜大批量产。

试模每每须要多次(T0、T1、T2、乃至T3、T4……),根据每次试模的结果对模具存在的问题由模具厂做出相应改进,然后再进行下一次试模验证,直至模具合格。

两句话概括试模的目的:

找到模具存在的问题点,并提出切实可行的改进方法。
找到适宜连续生产的稳定的工艺条件。

而不要等模具交付生产在去边改进边生产,那样将会造成生产的巨大摧残浪费蹂躏和交期无法达成。

传动齿条改进案例缘故原由剖析:模具工艺范围窄,每次改换机台或再次开机生产时都须要永劫光调度工艺参数才能找到一个能办理各种问题的平衡点。

改进进程:

1.增加保压压力和保压韶光后产品不缩,尺寸有所增加单仍偏小。

2. 延长冷却韶光,尺寸有所增大,尺寸合格。
但是小耳朵根部还是裂。

3. 检讨创造小耳朵两侧有轻微亮印,是出模时拉出的亮印,对模具小耳朵部位进行抛光后小耳朵刚刚不裂。

后续遗留问题待持续改进:

1.小耳朵裂的缘故原由剖析:产品顶出时小耳朵还插在模具里,由于顶出时产品晃动造成小耳朵被模具掰裂。
当前的改进对策是:操作员取产品时把稳用手按住产品,保持产品在顶出时不产生晃动,待产品顶出后取下产品。

2.产品变形,后处理效率低:由于模具工艺范围窄,在担保产品尺寸及外不雅观合格的根本上,无法担保成型后产品无变形。

缘故原由剖析:成型生产不稳定,一直调度工艺参数造成产品变形量不断变革。

改进进程:1.开始生产前连续打142模,中间一直歇。
对前25模生坯进行总长丈量,创造尺寸逐渐变小,从第26模尺寸基本稳定,开始取样。
这解释模具达到热平衡所需韶光为25个成型周期。

生产工艺掌握:1,按上次小批量验证的工艺条件做成《标准成型条件》,并将《标准成型条件》挂在机台,并对班上进行培训。
2. 开机产品尺寸、外不雅观合格。
3.后续质量部把稳对此批产品进行监控,包括生坯尺寸变革量及烧结后的尺寸变革量。

生产把稳事变写在《标准成型条件上》。
模具温度变革是影响产品变形量不稳定的紧张成分。
开机前25模产品用于模具预热。
生产中间只管即便少停机,同时担保成型周期稳定。
每次停机再开机必须扔25模产品。
浇口有冷料,需每模用气枪吹一下浇口。
通过以上改进能担保每批生产产品的变形量是相对稳定的,便于后处理校直产品。

总结:1,所有产品都该当在量试时经由大批量验证,并验证合格,后续才能担保连续稳定生产及生产可重复性,这是提高生产效率的保障。
2,生产部门是实行者,产品量试合格后,生产部门严格按照标准条件或作业辅导书实行,才能达到量试时的效果。
3,质料、模具、成型、熔脱、烧结、后处理都是相辅相成、相互关联的。
任何一个环节涌现不稳定成分都会造成终极产品达不到量试时的品质及生产效率哀求。
4,产品在进行量试验证的时候除了各个工序环节的合营之外,尤其须要质量部门的参与及对量试结果的追踪。
同时担保生产与量试时的品质剖断标准同等性,如果量试时达不到品质部门的质量哀求,要及时反馈并重新进行改进然后再次量试,直到产品品质合格。
而不能等产品转量产了,将问大量题留给生产,边改进边生产。
如果产品不具备量产条件而强行转生产的话, 势必会造成生产效率低下,良率低下,及无法按时达成客户交期。

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