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金属也能注塑成型?液态金属竟是这唯一的宠儿?

2016-01-28 新材料在线


2016年1月19-20日, 200余位代表参加了恩格尔在斯图加特举办的液态金属注塑成型技术论坛,为塑料和金属制造商们带来了全新的可能。液态金属注塑成型可以实现一步到位制造结构高度复杂的金属部件,并且其精度和表面质量,远远优于普通的铸造。其中恩格尔已成为Liquidmetal Technologies独特金属合金注塑成型的独家合作伙伴。


200多名参会者出席了恩格尔在斯图加特举办的液态金属注塑成型技术论坛


液态金属


液体金属是一类具有全新特性的材料。锆合金具有无定形,即非晶结构,这也是它们被称作玻璃合金的原因。由这些材料制造的部件非常硬,但同时富有弹性,因此具有极佳的复原行为。例如,钢的弹性为0.2%,钛是1%,而由液体金属合金制造的部件弹性为2%。另外,材料还具有比重小、耐腐蚀性能优异的特征。


  • 性能特征:


1、机械强度达到1500MPa,洛氏硬度53 ,均为钛的两倍;

2、吸收能量是弹簧钢的3倍,钛的4倍,并且无永久变形;

3、可以在没有任何损坏的前提下发生1.8%变形,而钛只能变形0.69%;热收缩率小于0.4%


即使是最微小的结构,也可以采用液态金属工艺而得到有效塑型(图片来自Liquidmetal Technologies)


金属也能注塑成型?


传统的金属成型工艺包括CNC、MIM、铸造、冲压等,可LiquidmetalTechnologies和恩格尔公司却让金属注塑成为了可能,而液态金属是目前可注塑成型的唯一金属。


  • CNC


CNC加工中,金属部件是由一个金属块经机械加工而成,如铣削、钻削、磨削和车削。CNC加工能生产出高表面质量的复杂三维精密部件但是非常耗费时间和成本


  • MIM

艺尽管也属于一种注塑成型制程,但加工的材料不是金属合金,而是金属/塑料粉末。注塑成型后,塑料呈热态脱模,最终部件是通过烧结工艺而获得。此外,烧结工艺带来的表面通常粗糙,可能需要返工。根据壁厚的不同,这些附加的工艺步骤可能需要花费很多时间。


  • 注塑成型


对于CNC和MIM的缺点,液态金属注塑成型技术均可消除。其生产循环时间在2~3min之间,比CNC的加工时间明显缩短。另一优势是无废料堆积,因为浇口料能够回收利用。该技术能够提供非常高效且经济的、拥有极高表面质量的待安装精密部件。


液态金属注射成型过程(图片来自恩格尔)


注塑成型优点:无需打磨、无需抛光,尺寸精度比数控加工高出一个数量级,可以实现±8μm的公差(金属粉末注射成型公差在±75~125μm)。零件表面质量与腔体的表面高度一致,无论是无光泽还是高光泽,节省了后续的处理步骤。


液态金属的应用


液态金属具有非常卓越的机械性能、耐腐蚀性能,该技术自上个世纪九十年代开始就陆续应用到奢侈品和消费电子的部件上,在航空航天、军事技术以及运动装备等领域也有广泛的应用前景。


1、医疗手术钳的部件

(图片来自Saga)


2、散热设备——液态金属散热器:



3、电力能源——液态金属电池:



4、图灵手机




目前我国液态金属产业化现状


以宜安科技为例

1.基础研究中国与全球同步,部内基材处于领跑。我国产业化全球最大最好;

2.我国液态金属结构件小批量价格为每公斤约400元人民币;

3.我国已研发出新技术,可以实现真空要求不是特别苛刻;

4.engel现可生产50克左右的成品,而我国自主研发的设备,可以达到250克以上,现正向500克和1000克攻关。


注:中方数据为宜安科技提供,在此鸣谢。

 

来源:k-zeitung online、interempresas

新材料在线整理,转载请注明出处。


感谢宜安科技对本帖的支持!





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