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4d打印不可或缺的關(guān)健技術(shù)——粉末注射成型技術(shù)

發(fā)布日期：2013-3-5 來(lái)源:金融界

所謂的4d打印技術(shù)，準(zhǔn)確地說是一種能夠自動(dòng)變形的材料。把這種可自動(dòng)變形的材料放入水中，它就能按照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)自動(dòng)折疊成相應(yīng)的形狀，是不是夠新奇夠神奇呢！其實(shí)道理很簡(jiǎn)單，當(dāng)下市場(chǎng)上炒得熱火朝天的4D打印概念，其主線就是——“記憶合金”。記憶合金是一種原子排列很有規(guī)則、體積變?yōu)樾∮?.5%的馬氏體相變合金。這種合金在外力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，當(dāng)把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復(fù)原來(lái)的形狀。由于它具有百萬(wàn)次以上的恢復(fù)功能，因此叫做“記憶合金”。當(dāng)然它不可能像人類大腦思維記憶，更準(zhǔn)確地說應(yīng)該稱之為“記憶形狀的合金”。此外，記憶合金還具有無(wú)磁性、耐磨耐蝕、無(wú)毒性的優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用十分廣泛�？茖W(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十種不同記憶功能的合金，比如鈦－鎳合金，金－鎘合金，銅－鋅合金等。
需要提出的是，包括鈦－鎳合金在內(nèi)的一眾“記憶合金”，其生產(chǎn)工藝中有一個(gè)不可或缺的關(guān)健技術(shù)，那就是——粉末冶金技術(shù)！
在現(xiàn)實(shí)中，作為粉末冶金領(lǐng)域的新技術(shù)，金屬注射成形（MIM）已成為生產(chǎn)鈦合金復(fù)雜形狀零件的合適工藝。
資料顯示，金屬、陶瓷粉末注射成形（MIM）是一種新的金屬、陶瓷零部件制備技術(shù)。是一項(xiàng)新的制造技術(shù)，美國(guó)加州Parmatech公司于1973年發(fā)明，八十年代初歐洲許多國(guó)家以及日本也都投入極大精力開始研究該技術(shù)，并得到迅速推廣。特別是八十年代中期，這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以來(lái)更獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，每年都以驚人的速度遞增。到目前為止，美國(guó)、西歐、日本等十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)有一百多家公司從事該工藝技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)、研制與銷售工作。
它是將聚合物注射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而生成的一種全新零部件加工技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用塑料工業(yè)中注射成形的原理，將金屬、陶瓷粉末和聚合物粘結(jié)劑混煉成均勻的具有粘塑性的流體，經(jīng)注射機(jī)注入模具成型再脫除粘結(jié)劑后燒結(jié)全致密化而制得各種零部件。
近幾十年來(lái)，金屬注射成形（MIM）作為粉末冶金新技術(shù)，發(fā)展勢(shì)頭迅猛，能應(yīng)用的材料體系包括：Fe-Ni合金、不銹鋼、工具鋼、高比重合金、硬質(zhì)合金、鈦合金、鎳基超合金、金屬間化合物、氧化鋁、氧化鋯等。也就是說，金屬注射成形（MIM）這樣一種粉末冶金領(lǐng)域的新技術(shù)，是制備4d打印關(guān)健材料——“記憶合金”所不可或缺的關(guān)健技術(shù)！
根據(jù)相關(guān)的研究統(tǒng)計(jì)資料顯示，粉末注射成形的材料已經(jīng)從早期的鐵基、硬質(zhì)合金、陶瓷等對(duì)雜質(zhì)含量不敏感，性能要求不是非�？量痰捏w系，發(fā)展到了鎳基高溫合金、鈦合金和鈮材料。材料應(yīng)用領(lǐng)域也從結(jié)構(gòu)材料向功能材料發(fā)展、如熱沉材料、磁性材料和形狀記憶合金。材料結(jié)構(gòu)也從單一均勻結(jié)構(gòu)向復(fù)合結(jié)構(gòu)發(fā)展。金屬工注射成形技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多種不同成分的粉末同時(shí)成形，因而能夠得到具有三明治形式的復(fù)合結(jié)構(gòu)。例如將316L不銹綱和17-4PH合金復(fù)合，能夠?qū)崿F(xiàn)力學(xué)性能的連續(xù)可調(diào)。粉末注射成形的一個(gè)重要發(fā)展方向與與微系統(tǒng)技術(shù)密切相關(guān)。在與微系統(tǒng)技術(shù)密切相關(guān)。在與微系統(tǒng)相關(guān)的領(lǐng)域中，如電子信息、微化學(xué)、醫(yī)療器械等，器件不斷小型化，功能更加復(fù)合化。而粉末注射成形技術(shù)提供了實(shí)現(xiàn)的可能。微注射成形技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)注射成形技術(shù)的改進(jìn)。它是針對(duì)零件尺寸結(jié)構(gòu)小到1um所開發(fā)的成形技術(shù)，基本工藝與傳統(tǒng)注射成形一致，但原料粉末粒度更小。采用微注射成形技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出了表面微結(jié)構(gòu)精度10um的微流體裝置，尺寸為350um~900um的不銹鋼零件；實(shí)現(xiàn)了不同材料成分、復(fù)合結(jié)構(gòu)的共燒結(jié)或共連接，獲得了磁性/非磁性、導(dǎo)體/非導(dǎo)體微型復(fù)合零件。
近期市場(chǎng)在4d打印概念的炒作思路上，開始只是從“記憶合金”到“光敏樹脂”，而未來(lái)必然即將展開對(duì)“粉末冶金技術(shù)”的深度挖掘！

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