粉末注射成型 (PIM) 包含金属注射成型 (MIM) 和陶瓷注射成型 (CIM),这是一种从粉末大批量生产造型零部件的高级成型工艺。此工艺使用注射成型技术生产体积小、批量大、复杂程度高的零件,确保实现零件的紧密公差。最佳应用通常为重量小于 100 克。
在 PIM 中,纯金属或陶瓷粉末混合聚合物粘合材料,构成可由塑料加工设备处理的原料。原料在螺杆式喂料筒内加热,并在高压下以液体形式注入模具型腔,在此处冷却后顶出。然后去除聚合物粘合材料,并烧结零件以形成最终产品。去除聚合物后,脱脂阶段可以对烧结零部件的机械特性产生极大影响。
注射 PIM 材料通常伴随着喷射和粉末/粘合剂分离。由于原料注射期间会出现强剪切效应,因此可分离粉末/粘合剂混合。粉末/粘合剂分离的结果是粉末在整个零件中分布不均匀。由于最终会去除粘合剂,因此视觉缺陷可能会出现在粉末浓度较低的位置。为获得精确的流动预测,在运行粉末注射成型模拟时,可启用壁面滑移模型。
粉末注射成型工艺有助于预测黑线,这些黑线会在原料中粉末浓度较低的情况下出现在零件某些区域中。此模拟需要一个带有 3D 网格的模型。我们使用悬吊式平衡模型 (SBM) 解决粉末与粘合剂的分离问题,从而预测由对流和剪切效应引起的粉末浓度变化。查看粉末体积浓度计算结果以确认哪个位置的粉末体积通常较小。