创新的世界

PIM

金属和陶瓷粉末注塑

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粉末注塑

应用广泛的工艺

粉末注塑 (简称 PIM) 是塑胶注塑的变体，采用金属 (MIM = 金属注塑) 或陶瓷 (CIM = 陶瓷注

塑) 生产具有复杂结构的产品。

今天，冶金粉末注塑是成本效益高的批量生产工艺，用于生产重量范围在0.1 到 300 g的小

到中型产品。主要应用领域为精密仪器工程，测量和控制技术，医疗技术，手表和家居技

术，锁及配件行业，武器工业。

优势

» 可加工所有金属，包含铝、钛、铜 ，以及合金钢和钨 。

» 可以加工广泛的陶瓷材料，包括氧化铝或氧化锆等氧化物陶瓷，以及氮化物、碳化

物或硼化物等非氧化物陶瓷。

» 可以生产结构复杂的产品而无需后续机械加工。

» 高精度和高复写性。

» 可形成高质量表面，无需复杂的后续处理。

照片: Julius Blum GmbH

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工艺技术

工艺链控制

同高效合作伙伴网络的密切合作，威猛巴顿菲尔为从材料制作，加工直至后加工处理

完整工艺链提供咨询和技术支持。

» 粉末+粘结剂

超细陶瓷或金属粉末与塑胶粘结剂混合形成可以注塑的混合材料（喂料），然后

再造粒。

» 注塑

混合材料通过注塑机耐磨损注塑单元加工。可以加工和塑料注射成型相似的几何形

状。PIM 注塑件被称为绿件。

» 脱脂

在脱脂环节，绿件通过溶解粘结剂转变成为棕件。根据粘结剂材料，采用化学或加热

溶解。

» 烧结

脱脂之后，棕件在真空或保护性气体环境及1300 °C (MIM) 到 1700 °C (CIM)温度的

烧结炉中压缩。根据不同材料，体积最高可减少30 %。

» 后加工

粉末注塑生产的零件以其高的表面质量和小的尺寸公差脱颖而出。它们只在特殊情况

下需要机械加工，然后主要是研磨或抛光。

照片: RHP-Technology GmbH

粉末

混合

粘结剂

混合物

造粒

生胚(绿件) 注塑

脱脂

烧结

成品

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金属和陶瓷粉末的材料属性要求充分适应注塑单元和模具技术。

威猛巴顿菲尔 MIM/CIM 设备选项

» 耐磨损螺杆和料筒的注塑单元

» 优化几何结构的螺杆

» 适合原料的止逆阀

» 螺杆位置控制

» 料筒配带加热控制的加长喷嘴

» 料筒喂料区域内的温度控制

» 带有耐磨涂层的小容积料斗

» 用于手动拿取产品的“打开安全门顶出”程序

» 模具温度控制

» 机架集成真空泵，含软件和硬件

» “模具抽空” 程序

» EXPERT-压缩 – 注射压缩结合顶出或抽芯

» 自动化设备取件

(MIM/CIM 产品注塑后脱模不能自由下落 ，因为绿件的脆性）

MIM/CIM 设备

全面的出厂配置包

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PIM 注塑机配置包

多年成熟技术

PIM

亮点

» 耐磨塑化单元

塑化系统受到特殊磨损和黏附力的特殊影响，

因为混合物含有 > 70 % 金属粉末 (MIM) 或陶

瓷粉末 (CIM)。加工此类喂料口、塑化单元的

所有合金成分需具备特殊的防磨特性，比如双

金属料筒, 耐磨合金钢螺杆，止逆阀结构特别

适应处理粉末注塑熔体。

» PIM 止逆阀

止逆阀特别容易磨损。因此，它们必须非常耐磨，

并适应喂料加工的特定流动特性。螺杆头和止逆环

的几何结构是大流量截面和可重复闭合动作之间完

美平衡的折中。

» 加长喷嘴

更长及温度控制的注塑机喷嘴可作为料筒的选项，

以尽量减少流动路径和压力损失。特别是涉及到多

模穴模具，潜入模具的喷嘴减少生产中必要的注射

量和生产后回收的浇口废料量。

» 模具介质接口

依据常规经验，MIM/CIM 注塑机标准设备要满足注

塑机的正常工艺介质要求。除了标准设备外，可额外

选择模具冷却回路，真空接口和液压抽芯系统接口，

以及用于限位开关和传感器的电气接口。

» 真空泵 (选项)

注射到真空模腔是确保在没有困气的情况下均匀填

充腔的必要先决条件。 额外的好处是在流动前端接

触点密封性更好，以尽量减少粘合剂从粉末中分

离，从而导致绿件中材料成分的不均匀性。

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EcoPower 110 SmartPower 120

MicroPower 15

理想的注塑机

MicroPower, SmartPower 和 EcoPower PIM-配置

加工金属和陶瓷粉末， 基于MicroPower, SmartPower 和EcoPower 系列

注塑机，有广泛的专用机型。

» MicroPower

全电动微型注塑机锁模力规格有5和15 t

» SmartPower

伺服液压注塑机从25 到400 t

» EcoPower

全电动高精度注塑机 从55 到 300 t

» Medical

所有PIM注塑机也可以提供医疗版本的无尘室生产(见威猛巴顿菲尔

的“医疗”手册)。 (* 理论注射体积)

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PIM 应用技术

一个称职的合作伙伴网络

威猛巴顿菲尔不仅是设备制造商，作为供应网络能力的一部分也可提供应用技术，材

料选择，喂料开发或/和模具设计和制造相关的解决方案。

合作网络

» 粉末的选择和处理

– 喂料开发

– 脱脂技术

– 烧结工艺

– 后续及表面加工

– 可试点生产

» 材料和工艺技术问题

RHP-Technology GmbH, Seibersdorf, AUT

» 模具制造

Ernst Wittner GesmbH, Vienna, AUT

– MIM/CIM 注塑模具制造

– 微型产品模具制造

– 高精度加工

照片: CeraMedical GmbH

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UNILOG B8

控制和工序监控

为了方便操作人员完成各种复杂程序，威猛巴顿菲尔 采用了新型UNILOG

B8 控制系统的解决方案.。为此，注塑机一体化的工业 PC 配备了尺寸更

大、更直观的触摸屏操作终端。可视化终端是全新 Windows® 10 IoT 操作

系统界面，从而拥有多种工序控制功能。紧邻可旋式显示屏，注塑机的中控

台内置有一个固定面板/手动操作终端。

威猛巴顿菲尔 UNILOG B8注塑机控制系统清晰和不言自

明的逻辑提供了高度的操作舒适性。 选择两段分屏同时

显示一个注塑工序，可以进一步提高这种舒适性。

» 手动移取产品

利用这个选项，注塑机前安全门打开时允许顶出和抽

芯运动，这样可以在不利用自动化情况下从模具中移

取还没有达到最终强度的绿件。

由于其相对较高的粘度和较低的壁粘附性，原料在注射过

程中容易出现开放射流。为了弥补这一点，注射过程中，通

过可移动的模具插件或顶出前进在型腔内生成临时瓶颈。为

了触发这些动作，抽芯与注射压缩控制相结合。

有关威猛巴顿菲尔控制系统的常规详细信息可查询

“UNILOG B8 控制系统”目录。

和威猛巴顿菲尔其他所有注塑机一样，MIM/CIM 注塑

机通过威猛4.0数据交换系统选项同威猛辅机进行内

部通信，也可通过专门分配IP地址与外部通信设备或

生产主机通讯。

» 注射压缩 – EXPERT- 压缩

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HIQ-系统

复杂工艺控制

» HiQ-Melt: 材料品质监控

HiQ-Melt 塑化是一种监控塑胶材料质量的方法。

测量值是塑化过程的能量输入量。塑化时能量损

耗是一个工艺变量，在公差容许范围内可通过螺

杆沿塑化行程的转矩进行测量，展示及监控。这

也使得塑胶质量的偏差检测更简单清晰。

» HiQ-Packing®: 通过切换至保压连续填充型腔

注塑加工金属和陶瓷材料需要一个特定的压力曲

线，以防止注塑件的不均匀性 。HiQ-Packing®

程序支持连续的空腔填充，提前切换到保压，这

是高质量绿件没有裂缝的必要先决条件。

» HiQ-Metering: 平衡切换点

在计量和松退行程之间，螺杆通过受控运动释

放止逆环并将其带至“关闭”位置。因此，当开

始注射动作之前止逆环处于关闭位置。即使螺

杆终点位置微小的偏差也会通过改变注射属性

和切换点进行补偿。这确保了每次注射材料达

到所需的精确数量，其结果是产品重量的绝对

一致性。

» HiQ-Flow®: 基于材料黏性注射控制

工艺控制的机制是记录基于沿注射行程记录高

速压力值( 2 毫秒的测量频率)。公差范围由积

分值决定。一旦超过公差范围，可通过改变保

压压力的切换时间或大小或二者相结合，在同

一注塑周期内调整注射工序。这样， 批次或温

度差异对材料粘度的影响可以得到补偿，实现

部件质量的一致性。

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应用技术

PIM 注塑 » 微型陶瓷产品

陶瓷微型零件种类繁多。它从医疗技术

部件到仪器工程和电子领域的隔热和电

气绝缘小部件。威猛巴顿菲尔

MicroPower 注塑机适用于制造单重小于1 克的所有注塑零件。

» 医疗技术MIM 产品

MIM 工艺生产的产品给制造商提供了

广泛的产品设计范围。

通过MIM 工艺制作不锈钢的可能性提

供了巨大的优势，特别是在医疗技术

方面。

» 陶瓷批量生产应用

一个有未来潜力的应用领域的是批量生

产注塑陶瓷零件，如咖啡机中的研磨

器，齿轮或盐和胡椒磨粉器。制造此类

产品具备竞争性的基本工具是配置 PIM

设备包 SmartPower 和 EcoPower 系

列注塑机。

照片: RHP und HINMICO (EU-Projekt)

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» 微小尺寸MIM 产品

同大批量机械加工和浇注生产相比，注

塑和烧结体现了成本优势，尤其涉及微

细尺寸产品方面。利用 MicroPower 注

塑机，威猛巴顿菲尔为这一目标提供了

正确的基础设备。

» 切削刀具

注塑和随后的烧结已经成为一种有效的

方法，批量生产金属加工用的高精度工

具。 例如，特别是下列工具的硬金属版

本：铣刀、钻头和切削刀片。

» 高精度产品

例如电机部件的机器零组件，显示了

PIM 工艺的合理化潜力。这些部件中

集成的功能细节如果只用机械方法生

产，费用要大得多。

照片: Frauenhofer IFAM

PIM | 料号：BPK0000051 | (中文) | 2024/11 |持续改进| 中国出版

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