Pulversprøjtestøbning (PIM) er en avanceret fremstillingsproces, der kombinerer fordelene ved pulvermetallurgi og plastsprøjtestøbning. Det er særligt velegnet til fremstilling af høj-præcision, komplekse-formede metal- eller keramiske dele. Inden for gearfremstilling er PIM-teknologi med sin næsten-net-form, høje materialeudnyttelse og evne til at masseproducere-komplekse strukturer, et ideelt valg til dannelse af små-modulgear, mikrogear og special-formede tandhjul.
1. Effektiv formning af mikrogear
I medicinsk udstyr og præcisionsinstrumenter kræver mikrogear (f.eks. med et modul på 0,1-0,5 mm) ekstrem høj dimensionsnøjagtighed og overfladefinish. Traditionelle skæreprocesser er tilbøjelige til deformation og grater. Imidlertid kan PIM, ved at blande metalpulver (såsom rustfrit stål og titanlegering) med et bindemiddel og indsprøjte det, danne komplekse funktioner såsom tandformer og skafthuller i et enkelt trin, hvilket opnår tandoverfladeruheder så høje som Ra 0,8μm uden behov for sekundær bearbejdning. For eksempel forbedrer PIM-støbte tandhjulssæt betydeligt slidstyrken og transmissionseffektiviteten.
2. Netformning af special-formede tandhjul
Til special-formede tandhjul såsom spiralformede tandhjul, koniske tandhjul og ikke-cirkulære tandhjul, danner PIM direkte tandprofilen gennem formdesign, hvilket eliminerer de mange trin, der kræves i traditionelle processer (såsom hobbing og formning). Et bestemt ABS-system til biler bruger PIM-formede spiralformede tandhjul, der opnår en tæthed på 98 % af den teoretiske værdi, en bøjningsstyrke på over 500 MPa og batch-til-batchkonsistens bedre end støbning.
3. Letvægtsapplikationer af kompositmaterialer
PIM giver mulighed for fleksible materialeformuleringsjusteringer. For eksempel, ved at indsprøjte en blanding af kobberpulver og grafit, kan selv-smørende gear skabes til høj-hastighed og lav-støj. Alternativt, ved at tilføje kulfiber-forstærket aluminiumslegeringspulver, kan der fremstilles letvægts dronetransmissionsgear, hvilket reducerer vægten med over 40 % sammenlignet med stålgear.
4. Økonomiske fordele ved masseproduktion
PIM er velegnet til stor-skalaproduktion (et enkelt formsæt kan producere over 100.000 stykker). For et smartwatch-gear reducerer PIM f.eks. prisen pr. styk med 30 % sammenlignet med præcisionsbearbejdning og opretholder et stabilt udbytte på over 95 %.
Konklusion
Pulversprøjtestøbningsteknologi giver høj-præcision og høj-ydelsesløsninger til komplekse gear gennem koordineret optimering af materialer, processer og design. Med fremskridt inden for bindemiddelafbinding og sintringsprocesser vil PIM's gearapplikationer i avancerede-sektorer såsom rumfart og ny energi udvides yderligere.