Сравнение процессов MIM и CNC ?, Как выбрать?

 

Дата выпуска：[2025/6/20]
 

? Сравнение процессов MIM и CNC ?

MIM (Metal Injection Molding) и CNC (Computer Numerical Control Machining) - два принципиально разных производственных процесса для металлических деталей, каждый из которых имеет свои преимущества, недостатки и области применения. Ниже приводится подробное сравнение ключевых аспектов:

Обзор основных различий
? MIM (металлическое литье под впрыском): ? A ? порошковая металлургия ?  процесс, сочетающий пластиковое литье впрыском и порошковое металлургическое спечение. Он смешивает мелкий металлический порошок с пластиковым связывающим веществом, чтобы сформировать сырье ?,  ?Который является ? инъекционное литье ?  в ?зеленую часть? ?. Затем связывающее вещество удаляется через ? дебиндирование ?, После высокой температуры ? спечение ?  уплотнить часть в окончательный металлический компонент. Это по своей природе ? почти сетевой формы ?  процесс.
? CNC (компьютерная цифровая обработка): ? A ? субстрактивное производство ?  процесс. Он использует управляемые компьютером станки (мельницы, токарные станки, сверлы и т.д.) и резающие инструменты для постепенного удаления материала из твердого металлического полоса (штрих, пластина, кование, литье и т.д.), пока не будет достигнута желаемая геометрия. Ее суть заключается в ? удаление материала ?.
Сравнение ключевых размеров
?Cost?

?MIM:?
? Высокая стоимость инструментирования: ?  Требует значительных первоначальных инвестиций в металлические формы (обычно карбидные).
? Низкая стоимость за штуку: ?  При больших объемах производства (обычно > 10k + штук) амортизированные затраты на оборудование являются низкими. Использование материала крайне высокое (~100%), с минимальным ручным трудом и высокой автоматизацией, в результате чего ? высококонкурентоспособные расходы на штуку ?.
?CNC:?
? Низкая/Нет расходов на инструментирование: ?  Обычно не требуют дорогих специальных форм (за исключением потенциальных креплений). Обработка может начаться после программирования.
? Высокая стоимость за штуку: ?  Высокие материальные отходы (чипы), более длительное время обработки (особенно для сложных деталей), требуют квалифицированных операторов / программистов и значительных затрат на износ инструмента.  ? Стоимость на штуку значительно увеличивается с усложнением и временем обработки. ?
? Вывод: MIM предлагает значительные преимущества в плане затрат для крупномасштабного производства небольших, сложных деталей. ЧПУ дешевле для небольших объемов, прототипов или простых деталей. ?
? Материалы ?

?MIM:?  Выбор материалов относительно ? Ограниченный ?.  В первую очередь ограничиваются сплавами, которые могут быть сделаны в тонкий порошок и подходят для спекания: различные нержавеющие стали (316L, 17-4PH, 304L и т.д.), низкосплавные стали, инструментальные стали, кобальто-хромовые сплавы, титановые сплавы, вольфрамовые сплавы, медные сплавы и т.д.  ? Не может обрабатывать чистую медь, чистый алюминий, сплавы магния и т.д. ?  Свойства материала близки к кованному, но могут проявлять небольшую ? анизотропия ?.
?CNC:?  Выбор материала является ? чрезвычайно широкий ?.  Может обрабатывать почти любой обрабатываемый металл: алюминий и сплавы (широко используемые), стали (различные сорта), нержавеющая сталь, латунь, бронза, титановые сплавы, магний сплавы, никель на основе сплавов, суперсплавы и т.д.
? Вывод: ЧПУ предлагает гораздо большую гибкость материала, чем MIM. ?
? Геометрическая сложность и свобода дизайна ?

?MIM:? ? Превосходит в производстве очень сложных 3D-форм ?   (как и пластиковые детали). Легко достигает тонких стен, небольших отверстий, тонких сеток, сложных кривых, внутренних / внешних нитей (формовых), внутренних полостей, подрезов, многослойных особенностей, тонких текстур поверхности и т.д.  ? Свобода дизайна очень высока. ?
?CNC:?  Сложность ограничена доступностью инструмента и стратегиями обработки. Производство глубоких карманов, сложных внутренних особенностей, истинных тонких стен, тонких сеток или определенных подрезов ? Очень трудно или невозможно ?.  Часто для сборки требуется несколько настроек или разделения частей, что увеличивает затраты и сложность. Свобода проектирования значительно ограничена осуществимостью обработки.
? Вывод: MIM имеет решающее преимущество для изготовления небольших деталей с крайне сложной геометрией. ?
? Толерантность и поверхностная отделка ?

?MIM:?
? Толерантность: ? ? Печение сокращения ?   (изотропные) и искажения приводят к относительно ? более широкие допустимости как-спеченные ?.  Типичные допуски к запечению составляют от ±0,3% до ±0,5% от размера (например, ±0,05 мм для функции 10 мм). Критические измерения часто требуют ? вторичная обработка (CNC) ?  для достижения жестких допусков (± 0,025 мм или более жестких).
? Окончательность поверхности: ? ? Попеченные поверхности относительно грубые ?   (аналогичные отливкам), с типичными значениями Ra между 1,6 - 6,3 мкм. Можно улучшить путем шлифовки, полировки, взрыва и т.д.
?CNC:?
? Толерантность: ? ? Точность очень высокая. ?  Современные машины с ЧПУ могут последовательно достичь жестких допусков ±0,0125 мм или более жестких (в зависимости от машины, инструментов, материала, управления процессом).
? Окончательность поверхности: ? ? Отлично. ?  Операции отделки (тонкое фрезирование, поворот, шлифовка) могут непосредственно обеспечить очень гладкие поверхности (Ra < 0,8 мкм), даже зеркальные отделки.
? Вывод: ЧПУ значительно превосходит запеченные детали MIM в сырой точности размеров и поверхностной отделке. MIM обычно требует дополнительной отделки с ЧПУ для достижения эквивалентных уровней. ?
? Скорость производства и время выполнения ?

?MIM:?
? Длинное первоначальное время: ?  Проектирование и изготовление формы занимает время (от недель до месяцев). Валидация процесса (разработка сырья, профиль печения) также требует времени.
? Высокая скорость производства: ?  Как только формы и процесс стабильны, циклы литья под впрыском коротки (от секунд до десятков секунд на часть), формы часто имеют несколько полостей, а печи для спечения одновременно обрабатывают большие партии, в результате чего ? очень высокие показатели выхода ?.
?CNC:?
? Короткое первоначальное время: ?  Программирование и настройка относительно быстры (от часов до дней).
? Длинное время обработки на штуку: ?  Время обработки зависит от сложности детали, твердости материала и требуемой точности, от минут до часов или более на часть. Аппаратные ресурсы (машины, труд) ограничивают общую пропускную способность.
? Вывод: MIM имеет значительное преимущество скорости для заказов большого объема (после длительной начальной фазы). ЧПУ обеспечивает более быструю реакцию на прототипы и производство в небольших объемах. ?
? Подходительность размера партии ?

?MIM:? ? Исключительно подходит для производства в больших объемах ?   (обычно > 10 000 штук). Высокие первоначальные расходы требуют больших объемов амортизации.
?CNC:? ? Идеально подходит для малообъемного, высокосмешанного, прототипного и одноразового производства. ?  Смена продукта относительно проста (смена программы и арматуры).
? Вывод: Размер партии является ключевым решающим фактором. MIM специализируется на больших объемах; ЧПУ является универсальным для малого объема. ?
? Гибкость изменения дизайна ?

?MIM:? ? Изменения в дизайне являются дорогостоящими и занимают много времени. ?  Обычно требуется модификация или даже замена дорогих форм.
?CNC:? ? Гибкость высокая. ?  Изменения в конструкции в первую очередь требуют модификации программы ЧПУ и потенциально арматуры, с относительно низкими затратами и воздействием времени.
? Вывод: ЧПУ является более гибким во время разработки продукта или когда конструкции нестабильны. ?
? Воздействие на окружающую среду ?

?MIM:?  Очень высокое использование материала (> 95%), минимальные отходы (в основном сприны / бегуны, перерабатываемые). Однако обработка порошка, развязывание (растворитель/каталитик/тепло) и высокотемпературное спечение включают химические вещества и значительное потребление энергии.
?CNC:?  Генерирует значительные металлические чипы (сливки), меньшее использование материала (особенно для сложных частей), но чипы, как правило, 100% перерабатываются. Обработка охлаждающих и смазочных материалов является экологическими соображениями. Потребление энергии зависит от времени обработки.
? Вывод: МИМ минимизирует материальные отходы, но процессная энергия/химические вещества являются проблемами; ЧПУ имеет больше отходов, но легкую переработку, при этом энергия / охлаждающая жидкость являются основными факторами. ?

Как выбрать?
? Рассмотрите объем: ?  Высокий объем благоприятствует МИМ; низкий объем благоприятствует CNC. Это главный фильтр.
? Рассмотрим сложность: ?  Экстремальная геометрическая сложность (особенно внутренние особенности, тонкие стены) сильно благоприятствует МИМ; простые формы более прямые с ЧПУ.
? Рассмотрите точность/финиш: ?  Требуя сверхвысокой точности / отделки в производстве диктует ЧПУ. MIM может достичь этого, но обычно требует отделки с ЧПУ, добавляя стоимость.
? Рассмотрите материал: ?  Если материал не запекаемый (например, чистый Al, чистый Cu, сплавы Mg), единственным вариантом является ЧПУ.
? Рассмотрите стоимость: ?  Расчет общей стоимости (включая оборудование, обработку, материальные отходы, отделку). Сравните для целевого объема.
? Рассмотрите время: ?  Нужны быстрые прототипы/малообъемная доставка? CNC быстрее. Большие заказы менее чувствительны к первоначальному времени обработки инструментов? MIM является более эффективным после запуска.
? Рассмотрите стабильность конструкции: ?  Нестабильный дизайн или вероятность изменения? CNC обеспечивает большую гибкость.
? На практике они часто сочетаются: ?  MIM создает сложное почти сетевое тело; ЧПУ выполняет точную отделку критических особенностей и отверстий, достигая лучшего баланса затрат, сложности и точности.