中國粉體網訊 金屬注射成形是一種將塑料注射成形技術引入粉末冶金領域而形成的新型近凈成形技術,在復雜精密零部件的低成本大規模制備方面具有顯著優勢,被譽為“零部件制造技術的革命”。
得益于技術發展、市場需求增加以及其他因素的共同作用,IMARC Group預計到2032年,金屬注射成形的全球市場規模將達到91億美元,2024年至2032年的年復合增長率(CAGR)為8.64%。
在人形機器人方面的應用
根據研究表明,隨著人形機器人的逐步推廣運用,靈巧手的需求量隨之而增加,基于使用MIM技術生產微型齒輪具有模數小(小于0.5,甚至可達0.05)、強度高、設計自由度大、可帶臺階,且凈近成型成本低等優勢,預計MIM產品在靈巧手指驅動齒輪和仿生手手指連接結構件等應用場景的潛在需求量將大幅提升。
圖源:東睦股份
在芯片散熱器方面的應用
隨著算力建設的快速發展,AI服務器、數據中心、消費電子、5G基站和通信等設備中的芯片功耗和發熱顯著增加,為保證運行高效與穩定,需要有效的熱管理解決方案,如通過液冷、風冷等技術。MIM技術為純銅材料提供了高效、精密的制造途徑,銅導熱性能優異,適合散熱器等應用,特別適合精小復雜、高精度、大批量生產的散熱器件制造。
在光模塊散熱器方面的應用
光模塊的功耗隨著速率的增加而增加,功耗急劇增大,產生的熱量也相應增多。早期的10G光模塊的功耗在1W左右,目前400G光模塊的功耗在15W左右,而800G光模塊功耗要到24W左右,1.6T光模塊功耗預計到30W左右。光模塊傳輸速率的增加導致功耗增大,產生的熱量增多,為MIM結構件如外殼,基座導熱墊片等提供廣大潛在市場容量。
在激光雷達方面的應用
隨著汽車智能自動駕駛技術的發展,對激光雷達的需求不斷增加,其高精度、高分辨率的優勢,可廣泛應用于自適應巡航控制(ACC)、前車碰撞警示(FCW)及自動緊急制動(AEB)等。新型激光雷達MIM零件,可為激光雷達配套。
在醫療與牙齒正畸中的應用
正畸支架是MIM最早的主要應用領域之一,且其目前仍然是MIM產業的主要產品。這些非常小的精密零件,通常采用316L不銹鋼生產。
美國Flomet LLC制造的牙正畸定位裝置零件
最近20年,MIM由于能生產大量的具有最終形的精密零件而成為醫療器械產業的主要制造技術,例如外科手術器械,以及胃鏡鉗、剪刀鑷子、耳科牙科和骨科零件等。
美國Parmatech Inc制備的用于外科手術固定裝置的17-4PH不銹鋼鉸接齒輪
醫療器械在國際中具有重要的戰略地位,它代表著國家高新技術的綜合實力和國民經濟整體水平,因而受到世界各國的極度重視。隨著醫療器械市場規模的不斷擴大及MIM工藝的發展成熟,MIM產品在醫療器械領域的應用將得到持續增長。
脊柱外科手術中使用的牽開器刀片和環【圖源:Materials Science and Engineering】
在汽車產業中的應用
汽車產業已成為MIM零件的主要應用領域,如在發動機、齒輪箱、渦輪增壓器、鎖止機構、轉向系統與電子系統中使用的形狀很復雜的零件等,不勝枚舉。在北美和歐洲地區,MIM工藝在汽車零部件的應用十分廣泛。
德國Schunk Sintermrtalltechnik GmbH生產的MIM搖臂
在IT、電子儀器和通訊中的應用
電子儀器產業是MIM零件的主要應用領域,在亞洲約占MIM零件銷售額的50%。其中,幾何形狀復雜的插頭座是當前大量供應的MIM產品。電子器件的微型化需要生產成本較低的,性能較好的,更小的零件,這正是MIM零件的優勢所在。
電子行業中應用的各種MIM產品(圖源:韓鳳麟)
近年來,各大廠商發布的智能手機攝像頭個數逐步增多、內部模組結構更加密集復雜,同時5G時代的來臨以及通訊光纖等產業的快速發展將推動大批電子產品的更新迭代,因此MIM技術在消費電子類產品的滲透率有望進一步擴大。此外,折疊屏技術目前已成為屏幕技術最熱門的研究方向之一。
在航天產業中的應用
20世紀70年代后期,MIM獲得早期成功之后,在航空航天領域逐漸獲得應用。例如:座椅皮帶零件、閉鎖裝置與配件、噴油嘴與葉片調節桿等。近年來,航空航天領域對在關鍵的航空發動機中應用的由MIM工藝制造的高溫合金零件重新產生了興趣。
外徑約200 mm的MIM渦輪零件
參考來源:
[1]東睦股份2024年報
[2]R M German:金屬注射成形(MIM)生產工藝與應用概要
[3]蘇紹華:注射成形Ti-6Al-4V的顯微組織、力學性能及工程應用
[4]廖燕霞:注射成形制備鐵基小模數齒輪的微結構與性能研究
[5]楊宇:注射成形制備YG10硬質合金的研究
(中國粉體網編輯整理/平安)
注:圖片非商業用途,存在侵權告知刪除!