CIM工藝：一種讓特陶設計自由的工藝路線

發布時間 | 2021-02-05 12:01 分類 | 粉體應用技術點擊量 | 2131

氧化鋯氧化鋁

導讀：說明：Ceramic Injection Moulding，陶瓷粉末注射成型技術，簡稱CIM。

說明：Ceramic Injection Moulding，陶瓷粉末注射成型技術，簡稱CIM。

陶瓷材料的特別屬性，限制了陶瓷的成型、燒結及后加工的想象力，所以君只見木雕龍飛鳳舞栩栩如生，陶瓷的復雜起來也就是個唐三彩的笨拙水平，對于普通陶瓷是的，對于特種陶瓷來說更是，更精細的原料，更高的燒結溫度，燒結后更加堅硬的外殼，還有點類似玻璃心的脆弱，讓特陶產品的形狀設計及定制一點也不自由。

圖片來源：Indo-MIM

如果能打破魔咒，讓特陶的形狀設計更加的自由，相信能讓特陶產品的應用更加廣泛。當然陶瓷3D打印是一個實現設計自由的最佳選項，然而3D打印的方式雖然在小批量不那么大尺寸的定制產品上有著天然的優勢，但是對于工業化的巨大數量級產量需求而言，3D打印也只能說自己的速度是心有余而力不足了。

3D打印雖然產量低，但是確實很有“個性”

來源：東莞慧瓷

CIM廣泛的原料選擇&高度的設計自由

為了開發特種陶瓷的潛力，人們開發了各種工藝路線，來匹配不同的應用場合對產品的需求，而基于粉末注射成型原理的CIM路線，可解決復雜形狀高性能高精密度的陶瓷元件的大批量生產難題，具有廣泛的材料選擇范圍及高設計自由度的特點。理論上，所有的陶瓷粉體都可以通過注射成型工藝成型。注射成型工藝具有加工余量小、原料利用率高，表面質量優良的特性，且具有可重復性和一致質量的優點。

注射成型設備

來源：采用ARBURG（阿博格）進行粉末注塑成型：一切皆可想像

粉末注射成型工藝簡圖

來源：采用ARBURG（阿博格）

賊復雜的粉末注射成型件

來源：采用ARBURG（阿博格）

陶瓷注射成型使得制造復雜的幾何形狀在商業上可行，例如垂直孔，精密螺紋等陶瓷零件，這些特征以前使用其他傳統生產技術太困難或昂貴。通過CIM技術，可以經濟快速低之制備具有耐磨性和耐腐蝕性，優異的硬度，較高的機械強度和熱穩定性的陶瓷材料。目前通過CIM生成的陶瓷部件在醫療器械，牙齒矯正，汽車，電子消費品、電子工業等領域都有很好應用案例。

下面我們來一起看看，CIM工藝極具潛力的應用范疇

CIM應用參考來源：https://formateceurope.com

醫療器械

醫療器械通常對材料有嚴格的要求（重量輕、無磁性、表面可消毒等）。金屬注射成型提供了一個節省材料、定制材料合金和高精度均勻光滑的表面的解決方案。此外，骨科應用還需要具有好的生物相容性，氧化鋯、氧化鋁或復合材料及其他生物陶瓷材料陶瓷作為一種材料具有良好的生物相容性，可以確保人體沒有排斥反應或過敏反應的跡象。另外，陶瓷的耐高溫性使其易于滅菌，在醫療器械及人工骨應用優勢明顯。

CIM可以用于醫療/牙科領域的牙科植入物，牙齒矯正用透明陶瓷托槽、骨科螺釘，內窺鏡工具，鑷子和剪刀、聽力設備外殼及植入物等復雜結構的部件成型。

氧化鋯

注塑成型氧化鋯：兩段式鏈連接全陶瓷無金屬牙科植入物

圖片來源：TAV Dental

汽車零件

汽車零部件要求精度高，性能好。除了高精度外，汽車零件還需要在低重量、高溫下工作的優異強度，并需要耐磨性，以實現高性能和經濟價格。

此外，汽車行業同時需要大批量生產，采用CIM及PIM成型工藝輕松匹配滿足汽車零件的生產需求，其示例的部件有：包括傳感器外殼、燃油噴射系統、電動機零件的軟磁和閥組。

鐘表及電子消費品

陶瓷材料越來越多地被消費品的設計師所使用。氧化鋯具有高的硬度，可以具有很高的抗劃傷性和耐久性，經久耐用，而且可以它可以與貴金屬、鉆石、紅寶石等寶石組合，得到色差豐富的陶瓷材料。美且使用性能卓越的同時還親膚，不會讓人體有過敏反應。

陶瓷注射成型CIM是一種非常經濟的近凈成型方法，為鐘表表帶、表盤、電子消費品等提供大批量生產一致性強的產品解決方案。

注射成型氧化鋯剃須刀頭

電子工業

CIM在電子工業的一個具體例子是傳感器及其外殼。傳感器的測量條件通常是極端的：腐蝕性環境、化學流體，有時還伴有高溫和大幅度的溫度變化。因此，對傳感器組件所用材料提出了很高的要求。在許多傳感器應用中，特種陶瓷和特定金屬（如銅或鎢）因其良好的材料特性（例如高導電性或絕緣性、耐化學腐蝕性和/或耐高溫性）而被使用。通過粉末注射成型，可以讓這些具有復雜的幾何形狀和高精度零件在很短的成型周期內得以大量生產及應用于電子工業。