Is spuitgieten van metaal en spuitgieten van kunststof anders? Zo ja, wat zijn de verschillen?

Metaalspuitgieten (MIM) is een metaalbewerkingsproces waarbij fijn poedervormig metaal wordt gemengd met een afgemeten hoeveelheid bindmiddel om een ​​"grondstof" te vormen die kan worden verwerkt door kunststofverwerkingsapparatuur via een proces dat bekend staat als spuitgieten. Het gietproces maakt het mogelijk om uitgezette (te grote vanwege bindmiddel) complexe onderdelen in een enkele stap en in een hoog volume te vormen. Na het vormen wordt het poeder-bindmiddelmengsel onderworpen aan stappen die het bindmiddel verwijderen (debinding) en sinteren om de poeders te verdichten. Eindproducten zijn kleine componenten die in verschillende industrieën en toepassingen worden gebruikt. De aard van de MIM-grondstofstroom wordt bepaald door een fysica die reologie wordt genoemd.

De huidige capaciteit van de apparatuur vereist dat de verwerking beperkt blijft tot producten die kunnen worden gevormd met typische volumes van 100 gram of minder per "shot" in de mal. Dankzij de reologie kan deze "shot" in meerdere holtes worden verdeeld, waardoor het kosteneffectief wordt voor kleine, ingewikkelde producten met een hoog volume die anders vrij duur zouden zijn om te produceren met alternatieve of klassieke methoden. De verscheidenheid aan metalen die in MIM-grondstoffen kunnen worden geïmplementeerd, is breed, maar meestal roestvrij staal, zoals gebruikelijk in poedermetallurgie; ze bevatten dezelfde legeringsbestanddelen als in industriestandaarden. Zuurstof is echter vaak een probleem en wordt vaak niet gespecificeerd, maar kan een probleem zijn voor de corrosiebestendigheid. Daaropvolgende conditioneringsbewerkingen worden uitgevoerd op de gevormde vorm, waar het bindmiddelmateriaal wordt verwijderd en de metaaldeeltjes door diffusie worden gebonden en verdicht tot de gewenste toestand met typisch 15 procent krimp in elke dimensie.

De markt voor metaalspuitgieten is gegroeid van $ 9 miljoen USD in 1986 tot $ 382 miljoen USD in 2004 tot meer dan $ 1,5 miljard USD in 2015. Een verwante technologie is spuitgieten van keramisch poeder, wat leidt tot een totale omzet van ongeveer $ 2 miljard USD. De grootste groei van de afgelopen jaren vond plaats in Azië.

Spuitgieten is een fabricageproces waarbij onderdelen worden geproduceerd door materiaal in een matrijs te spuiten. Spuitgieten kan worden uitgevoerd met een groot aantal materialen, voornamelijk metalen (waarvoor het proces spuitgieten wordt genoemd), glazen, elastomeren, lekkernijen en meestal thermoplastische en thermohardende polymeren. Materiaal voor het onderdeel wordt in een verwarmd vat gevoerd, gemengd en in een vormholte geperst, waar het afkoelt en uithardt tot de configuratie van de holte.

Nadat een product is ontworpen, meestal door een industrieel ontwerper of een ingenieur, worden mallen gemaakt door een matrijzenmaker (of gereedschapsmaker) van metaal, meestal staal of aluminium, en met precisie bewerkt om de kenmerken van het gewenste onderdeel te vormen. Spuitgieten wordt veel gebruikt voor het vervaardigen van een verscheidenheid aan onderdelen, van de kleinste componenten tot volledige carrosseriepanelen van auto's. Vooruitgang in de 3D-printtechnologie, waarbij gebruik wordt gemaakt van fotopolymeren die niet smelten tijdens het spuitgieten van bepaalde thermoplastische kunststoffen bij lagere temperaturen, kan worden gebruikt voor enkele eenvoudige spuitgietmatrijzen.

Onderdelen die moeten worden gespuitgiet, moeten zeer zorgvuldig worden ontworpen om het gietproces te vergemakkelijken; het materiaal dat voor het onderdeel wordt gebruikt, de gewenste vorm en kenmerken van het onderdeel, het materiaal van de mal en de eigenschappen van de vormmachine moeten allemaal in aanmerking worden genomen. De veelzijdigheid van spuitgieten wordt mogelijk gemaakt door deze brede waaier aan ontwerpoverwegingen en -mogelijkheden.