연구 진행 상황은 Low의 잠재력을 나타냅니다.

2023년 4월 14일

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저압 분말 사출 성형(LPIM)과 고압 분말 사출 성형(HPIM)은 본질적으로 유사한 제조 공정입니다. 그러나 LPIM 공정에서는 1MPa 미만의 낮은 주입 압력을 활용하기 위해 1.5~4.0Pa·sec 사이의 저점도 공급원료를 사용해야 합니다. HPIM 사출 압력의 범위는 일반적으로 20~200MPa이며, 예를 들어 복잡한 유압 장치, 피스톤 및 스핀들을 갖춘 성형기를 사용하여 점도가 100~1000Pa·sec인 공급원료를 처리합니다.

이와 대조적으로 LPIM 성형기는 단순한 유압 메커니즘을 사용하는 경향이 있으며 일반적으로 크기가 더 작아서 장비 비용이 저렴하고, 에너지 소비가 적고, 금형 마모가 적고, 스핀들이나 피스톤 마모로 인한 공급원료 오염이 적고, 금형에 대한 혼합물 접착력이 최소화됩니다. 및 금속 분말로부터 공급원료 결합제의 비분리.

LPIM은 수십 년 동안 소량 및 대량 세라믹 부품 생산에 성공적으로 사용된 반면, HPIM은 지난 30~40년 동안 주로 합금, 경질 재료를 포함한 광범위한 재료의 대량 생산에 중점을 두었습니다. 상대적으로 작고 매우 복잡한 모양의 부품을 위한 금속 및 세라믹. 그러나 LPIM은 저비용 및 소형 사출 성형 장비 사용을 통한 잠재적 비용 절감, 저분자량 폴리머를 사용하여 유동성이 향상된 공급원료 바인더 개발 및 제거로 인해 HPIM 생산자와 부품 사용자의 관심을 끌고 있습니다. HPIM에 필요한 여러 디바인딩 단계. 최근 연구에 따르면 LPIM은 다음과 같이 고부가가치를 지닌 복잡하고 거의 정형인 금속 기반 부품의 프로토타입 제작 및 소규모 시리즈 생산을 위한 비용 효과적인 프로세스일 수도 있는 것으로 나타났습니다. 항공우주 및 의료 응용 분야. 그러나 LPIM 채택의 주요 과제는 공급원료의 구성이며, 이는 사출 성형 및 후속 탈지와 관련된 문제에 영향을 미칩니다.

LPIM의 미래 잠재력을 확인하기 위해 오스트리아 Montanuniversitaet Leoben(V Momeni, M Hufnagl, Z Shahroodi, S Schuschnigg, C Kukla 및 C Holzer)의 연구원 그룹과 룩셈부르크 과학 기술 연구소( J Gonzalez-Gutierrez)는 사용된 금속 및 세라믹 분말, 결합제, 성형, 탈지 및 소결의 특성을 포함하여 LPIM의 모든 처리 단계의 특성에 대해 발표된 연구에 대한 포괄적인 조사를 작성했습니다. 학술 및 산업 연구 작업의 참고 문헌 226개를 포함하는 44페이지 분량의 설문 조사는 2022년 12월 23일 Materials, 16, 379에 온라인으로 게재되었습니다.

리뷰 작성자는 연구 그룹이 LPIM을 사용하여 철, 316L 스테인리스강, 인코넬 718 초합금, 세라믹 및 초경합금을 포함한 다양한 금속 합금으로 100~10,000개 범위의 부품을 생산했다고 보고했습니다. 현재 연구 노력은 분말 특성, 주입 매개변수, 공급원료 특성/특징이 LPIM 중 금속 분말 및 바인더 분리에 미치는 영향을 조사하기 위한 실험 방법 및 수치 시뮬레이션 개발에 중점을 두고 있는 것으로 나타났습니다.

공급원료와 관련하여, LPIM에 일반적으로 사용되는 저점도 다성분 바인더는 우수한 성형 성능을 보장하고 분말-바인더 상호 작용 및 공급원료 안정성을 촉진하여 분리가 거의 발생하지 않는 파라핀 왁스(PW)를 주로 기반으로 한다고 명시되었습니다. 이러한 저점도 왁스 기반 바인더 시스템은 고분자량으로 인해 폴리머를 제외한다고 합니다.

LPIM 공급원료에 더 높은 분말 로딩을 사용하는 것은 일반적으로 바람직하지 않습니다. 이는 응집, 공급원료의 불균일성 및 각 단계의 다양한 결함과 같은 공정 관련 문제 및 합병증을 유발할 수 있기 때문입니다. 또한, 바인더에 고온에서 형태 유지를 돕는 성분이 없다는 것은 정확한 탈지 및 소결이 각별히 주의를 기울여 수행되어야 함을 의미합니다. HPIM 공급원료에 비해 LPIM 공급원료의 분말 로딩량이 낮아서 우수한 기계적 특성을 얻는 것도 어려울 수 있습니다.