КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ В ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ MIM-ТЕХНОЛОГИИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность и цели. Рассматриваются методы контроля технологического процесса производства изделий с использованием MIM-технологии (Metal Injection Molding), которая является перспективным направлением для достижения технологического суверенитета и модернизации производства. Цель работы – повышение параметров качества изделий, изготовленных методом MIM-технологии посредством анализа ключевых этапов MIM-процесса и контроля технологических режимов, обусловливающих дефекты изделий на каждом этапе. Материалы и методы. Представлены результаты исследования металлических порошков (нержавеющая сталь, титан, медь и др.), связующих компонентов (воск/полимер и полимер/полимер) на основе современных методов анализа: электронная микроскопия, лазерная дифракция, газовая пикнометрия, радиографический контроль, капиллярная и моментная реометрия. Проанализированы с точки зрения управления качеством этапы производства: приготовление гранулята, литье под давлением, удаление связующего (термический, растворный, каталитический методы) и спекание. Результаты. Установлено, что качество гранулята и равномерность распределения компонентов критически влияют на отсутствие дефектов в спеченных изделиях. Определены оптимальные параметры литья (температура, давление, скорость впрыска) и спекания (температурные профили, атмосфера печи). Показано, что современные методы контроля (например, масс-спектрометрия, лазерное сканирование) позволяют минимизировать дефекты и улучшить механические свойства изделий. Выводы. Применение комплексного контроля на всех этапах MIM-технологии обеспечивает высокое качество продукции, снижение брака и соответствие требованиям для ответственных применений (аэрокосмическая отрасль, медицина). Особое внимание уделено необходимости стандартизации процессов и использованию автоматизированных систем мониторинга для повышения эффективности производства.

Об авторах

Александр Сергеевич Никиткин

ФНПЦ «ПО "Старт"» имени М. В. Проценко

Автор, ответственный за переписку.
Email: paul-startatom@yandex.ru

кандидат технических наук, заместитель главного металлурга по аддитивным технологиям и порошковой металлургии

(Россия, Пензенская обл., г. Заречный, пр-т Мира, 1)

Анатолий Дмитриевич Семенов

Пензенский государственный университет

Email: ad-semenov@mail.ru

доктор технических наук, профессор кафедры
автоматики и телемеханики

(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

Александр Михайлович Пастухов

Пензенский государственный университет

Email: iit@pnzgu.ru

аспирант

(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

Илья Александрович Рубцов

Пензенский государственный университет

Email: rui2000@yandex.ru

аспирант

(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

Александр Павлович Цветков

Пензенский государственный университет

Email: iit@pnzgu.ru

аспирант

(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

Екатерина Анатольевна Печерская

Пензенский государственный университет

Email: pea1@list.ru

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информационно-измерительной техники и метрологии

(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

Список литературы

  1. Philipp I., Rota A. Dr. Ing., Petzoldt F., Simchi A. Manufacturing of multi-functional micro parts by twocomponent metal injection moulding // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2007. Vol. 33. P. 176–186.
  2. Li Y., Yu Y., He H. [et al.]. Metal Injection Moulding in China: Market opportunities and research activities // PIM International. 2020. Vol. 14, № 1. P. 57.
  3. Погодина Е. Литье порошковых смесей // Пластикс. Эффективные ТПА. 2013. № 6. С. 34–36.
  4. German R., Bose A. Powder Injection Molding. 2nd ed. Metal process Industries Federation. 1997. 490 p.
  5. Ye H., Liu X. Y., Hong H. P. Fabrication of metal matrix composites by metal injection molding – a review // Journal of Materials Processing Technology. 2008. Vol. 200, № 1. P. 12–24. doi: 10.1016/ J.JMATPROTEC.2007.10.066
  6. Hartwig T., Veltl G., Petzoldt F. [et al.]. Powders for metal injection molding. Journal of the European Ceramic Society. 1998. Vol. 18. P. 1211–1216.
  7. Barriere T. Determination of the optimal process parameters in metal injection molding from experiments and numerical modeling // Journal of Materials Processing Technology. 2003. Vol. 143–144. P. 636–644.
  8. Supati R., Loh N. H., Khor K. A., Tor S. B. Mixing and characterization of feedstock for powder injection molding // Materials Letters. 2000. Vol. 46. P. 109–114.
  9. Binet C., Heaney D. F., Spina R., Tricarico L. Experimental and numerical analysis of metal injection molded products // Journal of Materials Processing Technology. 2005. Vol. 164–165. P. 1160–1166. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2005.02.128
  10. Bose A., Valencia J. J., Spirko J., Schmees R. Advances in Powder Metallurgy and Particular Materials. MPIF, Princeton, NJ, 1997. P. 18. P. 99–112.
  11. Torkar D., Novak S., Novak F. Apparent viscosity prediction of alumina–paraffin suspensions using artificial neural networks // Journal of Materials Processing Technology. 2008. Vol. 203. P. 208–215. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2007.09.058
  12. Nishiyabu K., Matsuzaki S., Ishida M. [et al.]. Development of Porous Aluminum by Metal Injection Molding // Presented for 9th Int. Conf. on Aluminum Alloys (ICAA9). 2004. P. 376–382.
  13. Гини Э. Ч., Зарубин А. М., Рыбкин В. А. Технология литейного производства: Специальные виды литья : учебник для студ. высш. учеб. заведений / под ред. В. А. Рыбкина. М. : Издательский центр «Академия», 2005. 352 с.
  14. Белоусов В. А. Машины и технология литейного производства. Дипломное проектирование : учеб. пособие. Тула : изд-во Тул-ГУ, 2007. 78 с.
  15. Zhang S., Li Y., Liu J. Sintering densification behavior of MIM 316L stainless steel // Powder Metallurgy. 2015. Vol. 58, № 1. P. 59–65.
  16. Li Y., Li L., Khalil K. A. Effect of powder loading on metal injection molding stainless steel // Journal of Materials Processing Technology. 2007. Vol. 183, № 2-3. P. 432–439.
  17. Zauner R. Micro powder injection molding // Microelectronic Engineering. 2006. Vol. 83, № 4-9. P. 1442– 1444.
  18. Liu Z. Y., Loh N. H., Tor S. B. [et al.]. Taguchi analysis of the shrinkage of injection molded parts // Materials & Design. 2003. Vol. 24, № 3. P. 221–230.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».