MIM-Materialien umfassen Edelstahl, niedriglegierte Stähle, weichmagnetische Materialien, Hochtemperaturlegierungen, Titan, Werkzeugstähle, Kupfer und Kupferlegierungen, Wolframlegierungen und mehr. Jedes Material verfügt über eigene Eigenschaften und Merkmale, die es für unterschiedliche Anwendungen geeignet machen. Durch die Auswahl des richtigen MIM-Materials können Hersteller kleine, komplexe Metallteile mit hoher Präzision und Konsistenz fertigen und die Anforderungen ihrer Kunden erfüllen. Die Wahl des MIM-Materials hängt von Faktoren wie den gewünschten mechanischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften des Endteils sowie von Kostenüberlegungen ab.
Metallpulverspritzgießen (MIM) ist ein Verfahren zur Fertigung kleiner, komplexer Metallteile in hohen Stückzahlen. Die Wahl des richtigen Materials ist entscheidend für die Leistung und Wirtschaftlichkeit des Endprodukts. Folgende Faktoren sollten berücksichtigt werden:
Erforderliche Eigenschaften für die Anwendung: Identifizieren Sie spezielle Anforderungen wie Festigkeit, Härte, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sowie Wärmeleitfähigkeit und wählen Sie das Material, das diese Anforderungen am besten erfüllt.
Materialverfügbarkeit: Prüfen Sie, ob das Material in der gewünschten Form und Menge lieferbar ist. Manche Werkstoffe sind schwerer beschaffbar und haben längere Lieferzeiten.
Kosten: Bewerten Sie die Gesamtkosten, einschließlich Rohmaterial, Verarbeitung und notwendiger Nachbearbeitung.
Kompatibilität mit dem Fertigungsprozess: Stellen Sie sicher, dass das Material für den MIM-Prozess geeignet ist und keine speziellen Anlagen oder Bedingungen erfordert, die den Aufwand erhöhen.
Umweltfaktoren: Berücksichtigen Sie Einflüsse wie Chemikalien oder hohe Temperaturen. Einige Materialien bieten besseren Schutz gegen Umwelteinflüsse.
Regulatorische Konformität: Achten Sie auf die Einhaltung relevanter Vorschriften wie RoHS, REACH oder FDA-Regelungen.
Metallpulverspritzgießen (MIM) kombiniert die Vorteile von Kunststoffspritzgießen und Pulvermetallurgie, um hochpräzise, komplexe Metallteile herzustellen. Dabei werden Metallpulver mit Bindemitteln vermischt und in die gewünschte Form gespritzt. Das gefügte „Grünteil“ wird anschließend entbindert und gesintert, um eine dichte, feste Endkomponente zu erhalten.
Folgende Materialien kommen im MIM-Prozess häufig zum Einsatz:
Edelstahl: Weit verbreitet, exzellente Korrosionsbeständigkeit, von medizinischen Geräten bis zu Automobilkomponenten.
Niedriglegierte Stähle: Gute Kombination aus Festigkeit und Duktilität, ideal für anspruchsvolle Anwendungen.
Werkzeugstähle: Hohe Härte und Verschleißfestigkeit, verwendet für Schneidwerkzeuge und Formen.
Titan: Leicht und korrosionsbeständig, beliebt für medizinische Implantate und Luftfahrtanwendungen.
Kupfer: Hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit, eingesetzt in Elektronik und Elektrotechnik.
Bei der Auswahl müssen Kosten, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit abgewogen werden. Edelstahl und niedriglegierte Stähle sind im Allgemeinen kosteneffizient, während Titan und Werkzeugstähle teurer, aber für spezielle Anforderungen unverzichtbar sind. Kupfer ist aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften ebenfalls kostenintensiver.
Materialnummer | Eigenschaften | Anwendungen | |
---|---|---|---|
Edelstähle | 17-4 PH | Hohe Festigkeit, exzellente Korrosionsbeständigkeit, gute Duktilität und Zähigkeit | Luft- und Raumfahrt, medizinische Geräte, Feuerwaffen, Sportausrüstung |
316L | Exzellente Korrosionsbeständigkeit, gute Festigkeit und Duktilität | Medizinische Implantate, chemische Prozessanlagen, Marinekomponenten | |
420 | Hohe Härte und Verschleißfestigkeit, mäßige Korrosionsbeständigkeit | Schneidwerkzeuge, chirurgische Instrumente, Feuerwaffen | |
440C | Hohe Härte und Verschleißfestigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit | Schneidwerkzeuge, Lager, chirurgische Instrumente | |
430 | Gute Korrosionsbeständigkeit, mäßige Festigkeit und Duktilität | Küchenutensilien, Fahrzeugverkleidungen, elektronische Komponenten | |
Niedriglegierte Stähle | ASTM F-0005 | Hohe Festigkeit, exzellente Verschleißfestigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit | Medizinische und Dentalinstrumente, Uhrengehäuse |
ASTM F-0008 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Luft- und Raumfahrt, Automobil- und Medizinbaukomponenten | |
ASTM F-0009 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Feuerwaffenkomponenten, elektronische Geräte, Automobilteile | |
ASTM F-0010 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Luft- und Raumfahrtkomponenten, Automobilteile, medizinische Geräte | |
ASTM F-0040 | Hohe Festigkeit, exzellente Verschleißfestigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit | Schneidwerkzeuge, MIM-Komponenten | |
ASTM F-0002 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Elektrische und elektronische Komponenten, Automobilteile | |
ASTM F-0003 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Feuerwaffenkomponenten, Automobilteile, medizinische Geräte | |
ASTM F-0004 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Luft- und Raumfahrtkomponenten, medizinische Geräte | |
ASTM F-0006 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Automobilteile, elektronische Komponenten | |
ASTM F-0007 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Luft- und Raumfahrtkomponenten, Automobilteile, medizinische Geräte | |
Werkzeugstähle | M2 | Hohe Härte und Verschleißfestigkeit, gute Zähigkeit und Bearbeitbarkeit. | Schneidwerkzeuge, Kaltarbeitswerkzeuge, Stempel, Matrizen. |
D2 | Hohe Verschleißfestigkeit und Druckfestigkeit, gute Zähigkeit. | Stempel, Matrizen, Stanz- und Umformwerkzeuge, Schneidklingen. | |
A2 | Hohe Zähigkeit und gute Dimensionsstabilität, exzellente Verschleißfestigkeit. | Kaltarbeitswerkzeuge, Stempel, Matrizen, Schneidklingen. | |
S7 | Hohe Schlagzähigkeit, gute Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. | Schlagwerkzeuge, Matrizen, Umformwerkzeuge. | |
H13 | Hohe Zähigkeit und Härte, gute Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit. | Warmarbeitswerkzeuge, Druckgussformen, Extrusionswerkzeuge. | |
P20 | Gute Bearbeitbarkeit, exzellente Polierbarkeit, gute Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. | Spritzgussformen, Blasformwerkzeuge, Extrusionswerkzeuge. | |
420 | Gute Korrosionsbeständigkeit, hohe Härte und Verschleißfestigkeit. | Chirurgische Instrumente, Schneidwerkzeuge, Formen. | |
440C | Hohe Härte, gute Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, exzellente Schneidkantenbeständigkeit. | Messerblätter, Lager, chirurgische Instrumente. | |
Wolframlegierungen | W-Ni-Fe | Hohe Dichte, exzellente Strahlenschutzwirkung, gute mechanische Eigenschaften. | Medizinische Geräte, Luft- und Raumfahrt, Nuklearindustrie. |
W-Ni-Cu | Hohe Dichte, exzellente Verschleißfestigkeit, gute mechanische Eigenschaften. | Wuchtgewichte, Vibrationsdämpfung, Reibstangen. | |
W-Cu | Hohe Wärmeleitfähigkeit, exzellente elektrische Leitfähigkeit, gute Verschleißfestigkeit. | Elektroden, Kühler, elektrische Kontakte. | |
W-Ni-Cu-Fe | Hohe Dichte, gute Bearbeitbarkeit, gute mechanische Eigenschaften. | Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, medizinische Geräte. | |
W-Ni-Cu-Mn | Hohe Dichte, gute Bearbeitbarkeit, gute mechanische Eigenschaften. | Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, medizinische Geräte. | |
Kobaltlegierungen | Co-Cr-Mo | Hohe Festigkeit, exzellente Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, biokompatibel. | Medizinische Implantate, Luft- und Raumfahrt, Industrieausrüstung. |
Co-Cr-W | Hohe Festigkeit, exzellente Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, gute Bearbeitbarkeit. | Turbinenblätter, Heißsektionkomponenten, medizinische Implantate. | |
Co-Cr-Mn | Hohe Festigkeit, exzellente Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, gute Biokompatibilität. | Medizinische Implantate, Luft- und Raumfahrt, Industrieausrüstung. | |
Co-Ni-Cr | Hohe Festigkeit, gute Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, gute Bearbeitbarkeit. | Luft- und Raumfahrt, Industrieausrüstung, Marineanwendungen. | |
Co-W | Hohe Festigkeit, exzellente Verschleißfestigkeit, gute Bearbeitbarkeit. | Schneidwerkzeuge, verschleißfeste Komponenten, Luft- und Raumfahrt. | |
Titanlegierungen | Ti-6Al-4V | Hohe Festigkeits-Gewichts-Relation, exzellente Korrosionsbeständigkeit, biokompatibel. | Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, medizinische Implantate, Sportgeräte. |
Ti-6Al-7Nb | Gute Festigkeit und Biokompatibilität, niedriger Elastizitätsmodul. | Medizinische Implantate, Zahnimplantate, chirurgische Instrumente. | |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo | Hohe Festigkeit, exzellente Korrosionsbeständigkeit, gute Kriechfestigkeit. | Luft- und Raumfahrt, Marineanwendungen, Sportgeräte. | |
Ti-5Al-2.5Sn | Gute Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, exzellente Umformbarkeit. | Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Sportgeräte. | |
Ti-6Al-2Sn-4V-2Mo | Hohe Festigkeit, exzellente Korrosionsbeständigkeit, gute Ermüdungsfestigkeit. | Luft- und Raumfahrt, Marineanwendungen, Sportgeräte. | |
Kupferlegierungen | Cu-10Sn | Hohe Festigkeit, gute Verschleißfestigkeit, exzellente Bearbeitbarkeit. | Elektrische Steckverbinder, elektronische Komponenten, Schalter. |
Cu-8Ni-4Si | Gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, exzellente Wärmeleitfähigkeit. | Elektrische Kontakte, Kühlkörper, elektronische Komponenten. | |
Cu-Ni-Sn | Gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, exzellente elektrische Leitfähigkeit. | Elektrische Kontakte, elektronische Komponenten, Schalter. | |
Cu-25Zn | Gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, exzellente Wärmeleitfähigkeit. | Wärmetauscher, elektrische Steckverbinder, elektronische Komponenten. | |
Cu-10Ni-4Si | Gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, exzellente Wärmeleitfähigkeit. | Elektrische Kontakte, Kühlkörper, elektronische Komponenten. |