12
Zmiana grubości
Choć w projektowaniu części MIM dąży się do utrzymania jednolitej grubości ścianek, w praktyce całkowite jej uzyskanie poprzez rdzeniowanie nie zawsze jest możliwe ani optymalne. Pewne odchylenia są trudne do uniknięcia w procesie formowania i należy je uwzględnić już na etapie projektowania.
Z tego względu zaleca się stosowanie stopniowych przejść pomiędzy różnymi grubościami ścianek. Takie rozwiązanie pozwala ograniczyć koncentrację naprężeń, poprawia płynność przepływu materiału oraz zwiększa stabilność wymiarową gotowego komponentu.
11
Cechy dekoracyjne
MIM umożliwia łatwe odwzorowanie drobnych detali powierzchniowych, takich jak logo, numer części, oznaczenia identyfikacyjne czy radełkowanie, bez konieczności ponoszenia dodatkowych kosztów produkcyjnych. Elementy te mogą być integralną częścią detalu lub zostać wykonane jako subtelne wgłębienia pod powierzchnią.
Proces MIM pozwala również na uzyskanie bardzo wysokiej precyzji wykończenia, w tym szczegółowych struktur powierzchniowych, takich jak radełkowanie diamentowe, które charakteryzuje się dobrą powtarzalnością i estetyką wykonania.
7
Linia podziału
Linia podziału to miejsce styku dwóch połówek formy wtryskowej. Jej prawidłowe zaprojektowanie ma istotny wpływ na proces formowania oraz łatwość wyjmowania gotowego detalu z formy. Z tego względu elementy konstrukcyjne powinny być projektowane w sposób umożliwiający swobodne rozformowanie części.
W większości przypadków linia podziału pozostawia niewielki ślad na powierzchni komponentu, dlatego zaleca się jej umieszczanie w miejscach mniej widocznych, np. wzdłuż krawędzi detalu. Najkorzystniejszym rozwiązaniem jest prowadzenie linii podziału w jednej płaszczyźnie, co upraszcza konstrukcję formy i poprawia jakość gotowego elementu.
10
Gwinty
W technologii MIM możliwe jest wykonywanie zarówno gwintów wewnętrznych, jak i zewnętrznych bez konieczności stosowania dodatkowej obróbki skrawaniem. Gwinty wewnętrzne są zazwyczaj bardziej precyzyjne i ekonomiczne w produkcji niż te wykonywane z użyciem wykręcanych rdzeni.
W przypadku gwintów zewnętrznych optymalnym rozwiązaniem jest ich umieszczenie wzdłuż linii podziału formy, co ułatwia proces formowania i zwiększa stabilność wymiarową. Aby zapewnić odpowiednią tolerancję średnicy gwintu, zaleca się utrzymanie wąskich, płaskich elementów o wartości około 0,005”.
9
Otwory i szczeliny
Otwory i szczeliny w elementach MIM mogą pełnić funkcje użytkowe bez konieczności zwiększania kosztów produkcji, jednocześnie pozwalając na redukcję masy oraz wyrównanie grubości ścianek. Ich odpowiednie zaprojektowanie ma istotny wpływ na efektywność procesu formowania oraz końcową jakość komponentu.
Najprostsze i najbardziej ekonomiczne w wykonaniu są otwory prostopadłe do linii podziału formy, natomiast otwory równoległe często wymagają zastosowania dodatkowych mechanizmów, takich jak suwaki lub siłowniki hydrauliczne. W przypadku otworów połączonych wewnętrznie należy również uwzględnić potencjalne trudności związane z uszczelnieniem oraz późniejszą obróbką wykończeniową.
8
Otwory rdzeniowe
Otwory rdzeniowe są często wykorzystywane w projektowaniu części MIM w celu zmniejszenia przekroju elementu, ujednolicenia grubości ścianek oraz ograniczenia zużycia proszku metalowego. Pozwalają również zredukować zakres obróbki wtórnej, co przekłada się na niższe koszty produkcji.
Najkorzystniejszym rozwiązaniem jest projektowanie otworów równolegle do kierunku otwierania formy i prostopadle do płaszczyzny podziału. W przypadku otworów o stosunku długości do średnicy przekraczającym 4:1 zaleca się stosowanie otworów przelotowych, które zapewniają lepsze podparcie trzpienia rdzeniowego. Dla mniejszych wartości tego stosunku możliwe jest wykorzystanie otworów nieprzelotowych z jednostronnym podparciem rdzenia.
6
Grubość ścianki
Grubość ścianek ma kluczowy wpływ na jakość i stabilność procesu MIM. W większości zastosowań zalecana grubość przed spiekiem mieści się w zakresie od 1 do 8 mm, w zależności od wielkości i geometrii komponentu.
Aby ograniczyć ryzyko odkształceń, nierównomiernego skurczu, pustek czy problemów z tolerancjami wymiarowymi, należy dążyć do zachowania możliwie jednolitej grubości ścianek. W przypadku konieczności redukcji masy zaleca się równomierne usuwanie materiału, co poprawia stabilność procesu i pozwala zmniejszyć zużycie proszku metalowego.
5
Zapobieganie zapadnięciom
Podczas projektowania części MIM warto zwrócić szczególną uwagę na ograniczenie ryzyka powstawania zapadnięć oraz linii łączenia materiału. Defekty te najczęściej pojawiają się w obszarach o zwiększonej grubości materiału, zwłaszcza w miejscach połączenia ścianek z żebrami wzmacniającymi.
Aby zminimalizować ryzyko występowania zapadnięć, zaleca się projektowanie żeber o grubości nieprzekraczającej około 75% grubości przylegającej ścianki. Takie rozwiązanie sprzyja równomiernemu kurczeniu się materiału podczas procesu produkcyjnego, poprawia jakość powierzchni oraz ogranicza konieczność wykonywania dodatkowych operacji wykończeniowych.
4
Umiejscowienie wlewu
Wlew wtryskowy w procesie MIM zawsze pozostawia ślad na gotowym detalu, dlatego jego lokalizacja musi być starannie dobrana, uwzględniając zarówno aspekty technologiczne, jak i funkcjonalne oraz estetyczne komponentu. Optymalnym rozwiązaniem jest najczęściej umieszczenie wlewu na linii podziału formy, co pozwala na kontrolowany przepływ materiału oraz jego równomierne wypełnienie gniazda formy.
Przy projektowaniu należy również brać pod uwagę rodzaj zastosowanego wlewu, np. wlew podwlewowy, punktowy czy tunelowy, ponieważ każdy z nich wpływa na sposób wypełniania formy i jakość powierzchni detalu. W przypadku części o zróżnicowanej grubości ścianek zaleca się umieszczenie wlewu w najgrubszym przekroju, tak aby materiał przepływał od sekcji grubszych do cieńszych. Takie podejście pozwala ograniczyć powstawanie wad, takich jak pustki, zapadnięcia, koncentracje naprężeń czy widoczne linie przepływu na powierzchni.
3
Żebrowania
Żebra (wzmocnienia konstrukcyjne) są powszechnie stosowane w projektowaniu elementów MIM jako sposób na usztywnienie cienkościennych struktur bez konieczności zwiększania grubości całej ścianki. Ich głównym zadaniem jest zapobieganie powstawaniu zbyt grubych przekrojów, a jednocześnie poprawa sztywności, wytrzymałości oraz stabilności wymiarowej komponentu. Dodatkowo odpowiednio zaprojektowane żebra wspierają równomierny przepływ materiału w procesie formowania i ograniczają ryzyko odkształceń.
W praktyce przyjmuje się, że grubość żebra powinna być mniejsza niż grubość sąsiadującej ścianki, co pozwala uniknąć problemów technologicznych związanych z chłodzeniem i spiekaniem. W przypadku konieczności zwiększenia sztywności konstrukcji zamiast pojedynczego grubego wzmocnienia stosuje się układ kilku cieńszych żeber, co zapewnia lepsze właściwości mechaniczne oraz bardziej stabilny proces produkcyjny.
2
Zaokrąglenia i promienie
Stosowanie zaokrągleń i promieni w projektowaniu elementów MIM ma na celu redukcję naprężeń powstających w miejscach łączenia powierzchni podczas procesu produkcyjnego. Rozwiązanie to odgrywa istotną rolę w procesie formowania, ponieważ eliminuje ostre krawędzie, poprawia przepływ materiału wsadowego oraz zmniejsza ryzyko powstawania defektów, takich jak ślady po wypychaczach.
W praktyce stanowi to jeden z podstawowych sposobów poprawy jakości i trwałości komponentów. Najczęściej stosuje się promienie w zakresie 0,4–0,8 mm, które zapewniają optymalny kompromis pomiędzy wytrzymałością konstrukcji a łatwością jej wykonania.
1
Kąt pochylenia ścianek
Kąt pochylenia (draft angle) to niewielkie nachylenie powierzchni elementu w kierunku zgodnym z ruchem otwierania formy. Jego zadaniem jest ułatwienie wyjmowania oraz wypychania detalu z formy wtryskowej. Standardowo stosuje się wartości w zakresie od 0,5° do 2,0°, przy czym większe kąty zaleca się w przypadku elementów posiadających na powierzchni detale takie jak tekst lub oznaczenia, które utrudniają proces rozformowania.
Przydatne informacje
na temat projektowania
Aby w pełni wykorzystać potencjał technologii formowania wtryskowego metali (MIM), kluczowe jest uwzględnienie szeregu istotnych zasad już na etapie projektowania komponentu. Dogłębne zrozumienie tych wytycznych pozwala osiągnąć optymalne rezultaty produkcyjne oraz stabilną jakość gotowych części. Na etapie projektowym wspieramy również analizę opłacalności, porównując możliwe rozwiązania pod kątem kosztów i efektywności produkcji.
Zasady projektowania MIM stanowią praktyczny punkt odniesienia zarówno przy tworzeniu nowych komponentów, jak i ocenie wykonalności istniejących konstrukcji. Ich właściwe zastosowanie pozwala nie tylko zwiększyć efektywność ekonomiczną procesu, ale również zapewnić uzyskanie detali o wymaganej geometrii, tolerancjach i parametrach użytkowych.
GODZINY PRACY
Poniedziałek-piątek
7:00 do 16:00
SIEDZIBA FIRMY
JG Machines and Tools Sp. z o.o.
ul. Ignacego Mościckiego 1 24-110