3D打印技術和MIM技術分析對比

金屬粉末冶金注射成形（l injection Molding ,簡稱“MIM”）是傳統(tǒng)粉末冶金工藝與現(xiàn)代塑料注射成形技術相結合而形成的一門新型近凈型成形技術。MIM技術在制備幾何形狀復雜、組織結構均勻、性能優(yōu)異的近凈形零部件方面具有獨特的優(yōu)勢。MIM技術在加工體積很小、形狀復雜而對材料要求很高的各中異型部件方面有優(yōu)勢，也適合于制作高精度微創(chuàng)醫(yī)用器械關鍵部件。②可以消除網(wǎng)狀二次滲碳體，并使珠光體細化，不但改善機械性能，而且有利于以后的球化退火。也可以制作不同材料的精密結構件，如陶瓷、鋁合金、不銹鋼、鈦及鎳鈦合金等。

3D打印適合運用于航天，等個性化定制小批量制造需求，但如果把3D打印技術和金屬粉末注射成型工藝結合起來，會有更好的經(jīng)濟效益。

金屬表面處理大全

一、陽極氧化

陽極氧化：主要是鋁的陽極氧化，是利用電化學原理，在鋁和鋁合金的表面生成一層Al2O3（氧化鋁）膜。這層氧化膜具有防護性、裝飾性、絕緣性、耐磨性等特殊特性。

工藝流程:

單色、漸變色：拋光/噴砂/拉絲→除油→陽極氧化→中和→染色→封孔→烘干

雙色：①拋光/噴砂/拉絲→除油→遮蔽→陽極氧化1→陽極氧化2 →封孔→烘干

②拋光/噴砂/拉絲→除油→陽極氧化1 →鐳雕→陽極氧化2 →封孔→烘干

技術特點:

1、提升強度,

2、實現(xiàn)除白色外任何顏色。

3、實現(xiàn)無鎳封孔，滿足歐、美等國家對無鎳的要求。

技術難點及改善關鍵點：

陽極氧化的良率水平關系到最終產(chǎn)品的成本，提升氧化良率的重點在于適合的氧化劑用量、適合的溫度及電流密度，這需要結構件廠商在生產(chǎn)過程中不斷探索，尋求突破。

二、電泳 ( ED)

電泳：用于不銹鋼、鋁合金等，可使產(chǎn)品呈現(xiàn)各種顏色，并保持金屬光澤，同時增強表面性能，具有較好的防腐性能。

工藝流程：前處理→電泳→烘干

優(yōu)點：

1、顏色豐富；

2、無金屬質感，可配合噴砂、拋光、拉絲等；

3、液體環(huán)境中加工，可實現(xiàn)復雜結構的表面處理；

4、工藝成熟、可量產(chǎn)。

缺點：

掩蓋缺陷能力一般，壓鑄件做電泳對前處理要求較高。

三、微弧氧化 (MAO)

微弧氧化：在電解質溶液中（一般是弱堿性溶液）施加高電壓生成陶瓷化表面膜層的過程，該過程是物理放電與電化學氧化協(xié)同作用的結果。

工藝流程：前處理→ 熱水洗→ MAO → 烘干

技術特點：

1、陶瓷質感，外觀暗啞，沒有高光產(chǎn)品，手感細膩，防指紋；

2、基材廣泛：Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其 合金等；

3、前處理簡單，產(chǎn)品耐腐蝕性、耐候性極佳，散熱性能佳。

目前顏色受限制，只有黑色、灰色等較成熟，鮮艷顏色目前難以實現(xiàn)；成本主要受高耗電影響，是表面處理中成本高的其中之一。

四、豪克能技術

豪克能技術：利用沖擊能和激發(fā)能的復合能對金屬零件進行加工 ，從而獲得鏡面零件。

優(yōu)點：不需要任何化學物質，加工實現(xiàn)綠色無污染低能耗；可以適應多種金屬材質零部件的加工；同時有提高硬度耐磨性的優(yōu)點

五、電鍍 (Electroplating)

電鍍：是利用電解作用使金屬的表面附著一層金屬膜的工藝從而起到防止腐蝕，提高耐磨性、導電性、反光性及增進美觀等作用的一種技術。

工藝流程：

前處理→無青堿銅→無青白銅錫→鍍鉻

1、鍍層光澤度高，高品質金屬外觀；

2、基材為SUS、Al、Zn、Mg等；成本相對PVD低。

環(huán)境保護較差，環(huán)境污染風險較大。

六、粉末噴涂 (Powder coating)

粉末噴涂：是用噴粉設備（靜電噴塑機）把粉末涂料噴涂到工件的表面，在靜電作用下，粉末會均勻的吸附于工件表面，形成粉狀的涂層；粉狀涂層經(jīng)過高溫烘烤流平固化，變成效果各異（粉末涂料的不同種類效果）的最終涂層。

上件→靜電除塵→噴涂→低溫流平→烘烤

1、顏色豐富，高光、啞光可選；

2、成本較低，適用于建筑家具產(chǎn)品和散熱片的外殼等；

3、利用率高，100%利用，環(huán)保；

4、遮蔽缺陷能力強；5、可仿木紋效果。

六、金屬拉絲

拉絲：是通過研磨產(chǎn)品在工件表面形成線紋，起到裝飾效果的一種表面處理手段。根據(jù)拉絲后紋路的不同可分為：直紋拉絲、亂紋拉絲、波紋、旋紋。

拉絲處理可使金屬表面獲得非鏡面般金屬光澤，同時拉絲處理也可以消除金屬表面細微的瑕疵。

七、噴砂

噴砂:是采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料高速噴射到需處理工件表面，使工件表面的外表面的外表或形狀發(fā)生變化，獲得一定的清潔度和不同的粗糙度的一種工藝。

1、實現(xiàn)不同的反光或亞光。

2、能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的檔次。

3、清楚前處理時遺留的殘污，提高工件的光潔度，能使工件露出均勻一致的金屬本色，使工件外表更美觀，好看。

八、拋光

拋光：利用柔性拋光工具和磨料顆?；蚱渌麙伖饨橘|對工件表面進行的修飾加工。

針對不同的拋光過程:粗拋(基礎拋光過程)，中拋(精加工過程)和精拋(上光過程)，選用合適的拋光輪可以達到很好拋光效果，同時提高拋光效率。

提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，得到光滑表面或鏡面光澤，同時也可消除光澤。

九、蝕刻

蝕刻：通常所指蝕刻也稱光化學蝕刻，指通過曝光制版、顯影后，將要蝕刻區(qū)域的保護膜去除，在蝕刻時接觸化學溶液，達到溶解腐蝕的作用，形成凹凸或者鏤空成型的效果。

曝光法：工程根據(jù)圖形開出備料尺寸-材料準備-材料清洗-烘干→貼膜或涂布→烘干→曝光→顯影→烘干-蝕刻→脫膜→OK

網(wǎng)印法：開料→清洗板材(不銹鋼其它金屬材料)→絲網(wǎng)印→蝕刻→脫膜→OK

1、可進行金屬表面細微加工；

2、賦予金屬表面特殊的效果；

蝕刻時采用的腐蝕液體（酸、堿等）大多對環(huán)境具有危害。

十、PVD真空鍍

物理氣相沉積（PVD）：是一種工業(yè)制造上的工藝，是主要利用物理過程來沉積薄膜的技術。

PVD原理示意圖

PVD前清洗→進爐抽真空→洗靶及離子清洗→鍍膜→鍍膜結束，冷卻出爐→后處理（拋光、AFP）

達克羅技術的優(yōu)缺點

優(yōu)點

1.高耐熱性：達克羅可以耐高溫腐蝕，耐熱溫度可達300℃以上。而傳統(tǒng)的鍍鋅工藝，溫度達到100℃時就已經(jīng)起皮報廢了。

2.很好的耐蝕性能：達克羅膜層的厚度僅為4-8μm，但其防銹效果卻是傳統(tǒng)電鍍鋅、熱鍍鋅或涂料涂覆法的7-10倍以上。采用達克羅工藝處理的標準件、管接件經(jīng)耐鹽霧試驗1200h以上未出現(xiàn)紅銹。

3.良好的滲透性：由于靜電屏蔽效應，工件的深孔、狹縫，管件的內壁等部位難以電鍍上鋅，因此工件的上述部位無法采用電鍍的方法進行保護。達克羅則可以進入工件的這些部位形成達克羅涂層。

4.無氫脆性：達克羅的處理工藝決定了達克羅沒有氫脆現(xiàn)象，所以達克羅非常適合受力件的涂覆。為了達到表面光潔度（有的產(chǎn)品甚至要求達到鏡面效果，如蘋果的Logo產(chǎn)品）和去毛刺的要求，往往都會增加研磨、拋光、噴砂等表面處理工藝。5.結合力及再涂性能好：達克羅涂層與金屬基體有良好的結合力，而且與其他附加涂層有強烈的粘著性，處理后的零件易于噴涂著色，與有機涂層的結合力甚至超過了磷化膜。

缺點1.達克羅的燒結溫度較高、時間較長，能耗大。

2.達克羅涂層的導電性能不是太好，因此不宜用于導電連接的零件，如電器的接地螺栓等。

3.達克羅中含有對環(huán)境和人體有害的鉻離子，尤其是六價鉻離子具有致癌作用。

4.達克羅涂層的表面顏色單一，只有銀白色和銀灰色，不適合汽車發(fā)展個性化的需要。不過，可以通過后處理或復合涂層獲得不同的顏色，以提高載重汽車零部件的裝飾性和匹配性。

5.達克羅的表面硬度不高、耐磨性不好，而且達克羅涂層的制品不適合與銅、鎂、鎳和不銹鋼的零部件接觸與連接，因為它們會產(chǎn)生接觸性腐蝕，影響制品表面質量及防腐性能。

粉末冶金MIM工藝相比傳統(tǒng)精鑄工藝的優(yōu)勢

MIM使用的原料粉末粒度直徑為2—15urn，而傳統(tǒng)粉末冶金（PM）的原料粉末粒度為50—100urn。MIM工藝的成品密度高，原因是使用微細粉末。MIM產(chǎn)品形狀自由度是PM所不能達到的。

傳統(tǒng)的精密鑄造（IC）工藝作為一種制作復雜形狀產(chǎn)品極有效的技術，近年使用陶心輔助可以完成狹縫、深孔穴的產(chǎn)品，但礙于陶心的強度以及鑄液的流動性限制，該工藝仍有某些技術上的難題。不過，可以通過后處理或復合涂層獲得不同的顏色，以提高載重汽車零部件的裝飾性和匹配性。一般而言，此工藝制造大、中型零件較為合適，而小型復雜零件則MIM工藝較為合適，而且IC工藝材質受到一定限制。

壓鑄工藝適用于鋁和鋅合金等低熔點、鑄流性好的材料，而MIM工藝適合各種材質。

精密鍛造可以成型復雜零件，但不能成型三維復雜的小型零件，其產(chǎn)品的精度低，產(chǎn)品有局限。

傳統(tǒng)機械加工法：近來靠自動化和數(shù)控提升加工能力，在效率和精度上有很大的進展，但是基本的程序上仍脫不開逐步加工車、刨、銑、磨、鉆、拋等完成零件形狀的方式，機械加工的方法精度和復雜度遠優(yōu)于其他方法，但是因為材料的有效利用率低，且形狀的完成受限于設備與刀具，有些零件無法用機械加工完成。相反，MIM可以有效利用材料，形狀自由度不受限制。與機加工工藝相比，粉末冶金齒輪的經(jīng)濟批量一般取決于零件的大小、結構復雜程度、產(chǎn)品要求精度以及其它性能要求。對于小型、復雜、高難度形狀的精密零件的制造，MIM工藝比較機械式加工而言，其成本較低且效率高，具有競爭力。