MIM工藝技術(shù)的不足與缺陷：

雖然采用MIM工藝技術(shù)可以制造出許多不同材料和形狀的產(chǎn)品，但由于MIM成形和脫脂困難，一般MIM工藝技術(shù)適合于生產(chǎn)質(zhì)量在500g以下的零件，而對(duì)于一些大尺寸零件(壁厚超過20mm)仍無法用該工藝制得。硬質(zhì)合金、鈦合金等大型零件更難 以注射成形。通過對(duì)MIM工藝的優(yōu)化來加 大MIM工藝產(chǎn)品的尺寸仍然是當(dāng)今MIM工藝的一個(gè)發(fā)展方向。

金屬注射成形技術(shù)經(jīng)過20余年的發(fā)展，全 世 界約有500多家公司和研究機(jī)構(gòu)從事金屬注射成形技術(shù)方面的工作，產(chǎn)品已應(yīng)用到各行各業(yè)，包括航空航天、兵器、槍械、移動(dòng)通訊產(chǎn)品、汽車零部件、辦公機(jī)器產(chǎn)品、體閑產(chǎn)品、精密機(jī)械部件、醫(yī)療產(chǎn)品、鑰匙、電動(dòng)工具部件、光纖通訊產(chǎn)品、軸承部件、鐘表零部件等。材料體系也非 常廣泛，包括不銹鋼、低合金鋼、鎢合金、鈦合金、硬質(zhì)合金、陶瓷等。但是直到2003年底，全 球的MIM產(chǎn)品市場總值為10億美元，大大低于各種預(yù)測數(shù)字，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒達(dá) 到可與機(jī)加工、精密鑄造、壓制/燒結(jié)等工藝相匹敵的一項(xiàng)加工技術(shù)。其主要原因在于金屬注射成形技術(shù)通過大量粘結(jié)劑的加入和脫除，雖然能解決復(fù)雜形狀的問題，但大量粘結(jié)劑的加入和脫除使得現(xiàn)有MIM技術(shù)局限應(yīng)用在制備小尺寸、低精度、力學(xué)性能不高的產(chǎn)品和材料體系。目前國際范圍內(nèi)現(xiàn)有金屬注射成形技術(shù)只能制備厚度在10mm(且多為5mm)以下，對(duì)微觀組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能要求不高，尺寸精度為±0.3%～0.5%的產(chǎn)品，如高 速鋼、硬質(zhì)合金、鈦合金和陶瓷刀具、刃具等。而由于MIM工藝過程中粉末/粘結(jié)劑塑化體經(jīng)歷多次物理和化學(xué)狀態(tài)變化，在不同階段易引入不同缺陷，所以MIM技術(shù)目前在對(duì)缺陷敏感、力學(xué)性能要求高的材料體系及產(chǎn)品中應(yīng)用得較少。這主要有以下幾方面的原因。由于MIM工藝過程中加入大量的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑脫除后燒結(jié)類似于傳統(tǒng)粉末冶金的松裝燒結(jié)，需采用細(xì)粉作為原料，才能滿 足致密化要求，導(dǎo)致成本大幅度升高，對(duì)于較大尺寸產(chǎn)品若還是只能采用細(xì)粉就 沒 有 了競爭力。同時(shí)由于產(chǎn)品尺寸上升，脫脂所需時(shí)間呈指數(shù)關(guān)系增加，且缺陷產(chǎn)生幾率大幅度增加。另外，產(chǎn)品尺寸上升，注射成形過程時(shí)間增加，對(duì)粘結(jié)劑流變性能的要求更高，以使其能將粉末迅 速帶至模腔的不同部位。以上這些都是制約MIM技術(shù)向較大尺寸發(fā)展的因素。所以MIM技術(shù)一直局限于較小尺寸產(chǎn)品。對(duì)于尺寸精度，由于MIM工藝過程中存在粘結(jié)劑的加入和脫除，粘結(jié)劑脫除后燒結(jié)產(chǎn)品經(jīng)歷一個(gè)非 常大的收縮率（線收縮率10%～20%），此時(shí)各種因素都將影響尺寸精度，所以須建立起工藝過程參數(shù)對(duì)尺寸精度影響的數(shù)學(xué)模型，建立實(shí)時(shí)監(jiān)控體系。

今后MIM工藝技術(shù)研究和發(fā)展的方向：

雖然MIM工藝正引起人們越來越大的關(guān)注，但目前其規(guī)模與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比還顯弱小，還有很大的發(fā)展?jié)?力。新 生的MIM工業(yè)還需要我們采取制定工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、加快工業(yè)化、提 高從業(yè)者素質(zhì)、研發(fā)設(shè)備以及爭取顧客等一系列的努力來將其發(fā)展壯大。隨著工藝的不斷完善，金屬注射成形技術(shù)的優(yōu) 越性逐漸顯現(xiàn)出來，將會(huì)被越來越多的行業(yè)和客戶所接受，它所帶來的市場份額也正急劇增大。由于市場潛 力 很大，許多風(fēng)險(xiǎn)投資業(yè)開始涉足MIM工藝行業(yè)?？梢灶A(yù)見，MIM將發(fā)展成為21世紀(jì)很有前途的零部件制造技術(shù)之一。

近年來金屬注射成形技術(shù)主要朝兩個(gè)方向發(fā)展：適用材料體系的擴(kuò)展，滿 足獨(dú) 特的粘結(jié)劑及脫脂技術(shù)而開發(fā)的高可 靠性生產(chǎn)裝備。表現(xiàn)為如下幾個(gè)特點(diǎn)：

l. 材料體系的多方向拓展。注射成形技術(shù)是比較理想的、能夠經(jīng)濟(jì)地成形、接近需要形狀，燒結(jié)后需少量或不需要后續(xù)加工的近凈成形技術(shù)，這在精密陶瓷化的工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用中變得愈來愈重要。在精密陶瓷的生產(chǎn)方面主要應(yīng)用到碳化物，金屬陶瓷，無機(jī)非金屬陶瓷，氧化物陶瓷，金屬間化合物等方面。以氧化鋯陶瓷光纖插針為例，采用注射成形技術(shù)制備生坯可以大大縮短后續(xù)加工時(shí)間。由于在模腔中成形的毛坯已帶有一 定精度的通孔，后續(xù)的研磨工藝減少到擠壓成形的三分之一到四分之一，從而使生產(chǎn)放率提 高，生產(chǎn)成本大幅度降低。

2. 粘結(jié)劑多樣化及脫脂技術(shù)的多途徑化。以醋 酸纖維脂、聚乙二醇聚合物，丙 烯 酸聚合物、瓊脂為基體的諸多粘結(jié)劑體系得到進(jìn)一步的發(fā)展應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助控制熱脫脂技術(shù)、溶劑脫脂技術(shù)，催化脫脂技術(shù)，以及冷凍干燥技術(shù)、微波輔助干燥技術(shù)都被用于粘結(jié)劑的脫脂研究。而這技術(shù)的成功應(yīng)用，一方面大地縮短了脫脂時(shí)間(從數(shù)天到幾小時(shí))，另一方面也實(shí)現(xiàn)了對(duì)脫脂過程中容易產(chǎn)生易揮發(fā)產(chǎn)物的聚合物分解副反應(yīng)的控制，從而更有 效地消除了脫脂過程中缺陷的形成。

3. 更先 進(jìn)．控制更精 確的裝備。以計(jì)算機(jī)精密控制注射成形機(jī)及相關(guān)在線質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)的研究和計(jì)算機(jī)輔助脫脂關(guān)鍵裝備技術(shù)的開發(fā)是目前及今后關(guān)注的重點(diǎn)方向。成形設(shè)備如粉末同步注射成形機(jī)，利用控制協(xié)調(diào)的雙簡注射機(jī)生產(chǎn)復(fù)合材料零件?？梢灶A(yù)見，隨著人們對(duì)金屬注射成形的進(jìn)一步研究、開發(fā)和應(yīng)用，MIM工藝 技術(shù)將在不遠(yuǎn)的將來真正成為‘種可以與機(jī)加工、精密鑄造、壓制、燒結(jié)工藝平行發(fā)展的一種具有吸引力的近凈成形技術(shù)，會(huì)被越來越多的零件設(shè)計(jì)人員所了 解和接受，滿 足國 家通迅、機(jī)械、醫(yī)療、航空航天等行業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω?性 能異形關(guān)鍵零部件的需求，將我國的零部件加工制造業(yè)提 高到一個(gè)嶄新的水平。

二. 工作重點(diǎn)

近十余年來,金屬注射成形 (MIM)新工藝產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程迅 速,方興未艾。MIM工藝存在發(fā)展態(tài)勢良好的機(jī)遇,同時(shí)也面臨需要認(rèn)真對(duì)待的挑戰(zhàn)，特 別是在MIM零件尺寸精度的控制和降低生產(chǎn)成本方面

1. 控制零件尺寸精度

通常，金屬注射成形件的精度為±0.3，比傳統(tǒng)粉末冶金方法所達(dá) 到的±0.1 差得多。在精度方面尚有改進(jìn)的余地，主要是通過精細(xì)的工藝過程控制，有時(shí)采用二次加工，像機(jī)加工、熱處理與拋光等。這樣的后續(xù)處理使用戶對(duì)產(chǎn)品更具吸引力，同時(shí)為粉末冶金零件生產(chǎn)廠家?guī)砀嗟暮?處。金屬注射成形件經(jīng)二次處理可克服公差大的問題。同其他方法相比， 拋光也可使金屬注射成形件更具吸引力。

2. 降低生產(chǎn)成本

利用優(yōu)化生產(chǎn)工藝、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、回收廢料等措施節(jié)省成本。

三．個(gè)人建議

1. 改善、優(yōu)化、規(guī)范生產(chǎn)工藝，開發(fā)高效、低 成 本的金屬粉末的生產(chǎn)技術(shù)，提 高生產(chǎn)效率；

2. 建立各種原材料、粘結(jié)劑的性能、使用規(guī)范、即時(shí)市 場 價(jià) 格、生產(chǎn)廠家等信息數(shù)據(jù)庫；

2. 推行TS16949 管理體系，建立標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序文件和指引，規(guī)范員工操作；

3. 對(duì)員工進(jìn)行相關(guān)技能培訓(xùn)，增強(qiáng) lean production（精益生產(chǎn)）意識(shí)，提 高生產(chǎn)效率；

4. 效益策略：集中精力提 高銷售額，雇員人數(shù)的比率，密切注意效益，而求發(fā)展；

5. 加強(qiáng)目前已有的、甚至潛在的用戶、產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門的溝通，促 進(jìn)MIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

部件設(shè)計(jì)階段就攜手合作；

6. 若有條件，可以引進(jìn)注射成形過程流動(dòng)和充模過程計(jì)算機(jī)模擬與仿 真技術(shù)，節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，從而提 高生產(chǎn)效率；

7. 引入生產(chǎn)工藝高 度自動(dòng)化精 確控制的化工生產(chǎn)設(shè)備；

8. 在公司初創(chuàng)階段，應(yīng)進(jìn)行戰(zhàn)略化管理，即了解整個(gè)市場行情、競爭對(duì)手信息、公司戰(zhàn)略定位、戰(zhàn)略發(fā)展等；

9. 加強(qiáng)與研究院所、高校的科研合作關(guān)系，例如研究較粗粉末強(qiáng)化燒結(jié)技術(shù)，以提 高粉末利用率，降低MIM工藝產(chǎn)品的原材料成本，增強(qiáng)與其它成形技術(shù)的市場競爭力；