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面對5G時代的MIM材料

 時間:2020-11-23 00:00:00    瀏覽次數(shù):1208    作者:
德勤發(fā)布的《連接和移動趨勢報告》顯示,67%的受調(diào)查用戶表示一旦兼容5G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)出現(xiàn)就會選擇購買,16%的受調(diào)查用戶表示下一款手機(jī)會選擇具備5G功能的。根據(jù)中國信通院數(shù)據(jù),1H20國內(nèi)5G手機(jī)出貨量6359.7萬部,滲透率達(dá)到41.5%。伴隨著3C電子行業(yè)的發(fā)展,MIM成為“當(dāng)今最熱門的零部件成形技術(shù)”,主要應(yīng)用于智能手機(jī)的卡托、攝像頭圈金屬保護(hù)框、連接器
德勤發(fā)布的《連接和移動趨勢報告》顯示,67%的受調(diào)查用戶表示一旦兼容5G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)出現(xiàn)就會選擇購買,16%的受調(diào)查用戶表示下一款手機(jī)會選擇具備5G功能的。

根據(jù)中國信通院數(shù)據(jù),1H20 國內(nèi)5G 手機(jī)出貨量6359.7 萬部,滲透率達(dá)到41.5%。

伴隨著3C電子行業(yè)的發(fā)展,MIM成為“當(dāng)今最熱門的零部件成形技術(shù)”, 主要應(yīng)用于智能手機(jī)的卡托、攝像頭圈金屬保護(hù)框、連接器接口等零部件。

什么是MIM?


MIM(Metal Injection Molding),即金屬粉末注射成型,是一種將金屬粉末與其粘結(jié)劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法,具有很高的技術(shù)含量。簡單來說,MIM就是把金屬粉末和粘結(jié)劑均勻混合在一起,經(jīng)過加工做成各種形狀的金屬器件。適用于大批量生產(chǎn)小型、精密、三維形狀復(fù)雜及具有特殊性能要求的金屬零部件。


MIM是典型的學(xué)科跨界產(chǎn)物,將兩種完全不同的加工工藝(塑料注射成型和粉末冶金)融為一體。使得設(shè)計師能夠擺脫傳統(tǒng)束縛,以塑料成型的方式獲得低價、異型的不銹鋼、鎳、鐵、銅、鈦和其他金屬零件,從而擁有比很多其他生產(chǎn)工藝更大的設(shè)計自由度。


相較于傳統(tǒng)金屬成型技術(shù)(如機(jī)加工、精密鑄造、傳統(tǒng)粉末冶金),MIM具備經(jīng)濟(jì)性更高、產(chǎn)品復(fù)雜程度更高、材料選擇范圍更廣、產(chǎn)品密度更高、尺寸精度更高、量產(chǎn)能力更靈活、原料利用率更高等七大優(yōu)勢,MIM在特定應(yīng)用場景(形狀復(fù)雜程度要求高、材料性能要求高等)快速推廣。



MIM工藝流程


1)評估

首先,需要確定待加工品在成本、材料、制造可行性方面是否適合 MIM工藝制造。同時,企業(yè)也會給出建議更改設(shè)計以便通過MIM實(shí)現(xiàn)優(yōu)化效果。


2)原料

特制的金屬粉末(微米級)與高品質(zhì)的高分子聚合物混合,通過精確控制的制備過程,形成MIM專用喂料。相比于傳統(tǒng)粉末冶金,金屬粉末(微米級)的粒徑和極低的雜質(zhì)含量確保了MIM燒結(jié)密度達(dá)到理論密度的98%;而特殊配制的多種高聚物即能提供注射時的良好流動性也能保證高效的脫脂能力。

3)注射

利用注射機(jī)將MIM喂料加熱并均勻填充到模具型腔,冷卻后得到MIM注射坯。符合MIM特點(diǎn)的模具與合理的工藝匹配是此工序的關(guān)鍵。

4)脫脂

采用專業(yè)脫脂爐逐步高效去除注射坯中的主體粘結(jié)劑,殘留的骨架粘結(jié)劑維持產(chǎn)品形狀以便脫脂件移入燒階段。

5)燒結(jié)

在MIM的真空爐或氣氛爐中,脫除骨架粘結(jié)劑,并在接近熔點(diǎn)的溫度下使金屬粉末致密化成完整的金屬體,經(jīng)冷卻得到近乎成品形狀的燒結(jié)件。

MIM優(yōu)勢


1)極高的設(shè)計自由度

相對于其它金屬成型方式,MIM能制造造型更為復(fù)雜的零件,基本上注塑模具可以實(shí)現(xiàn)的所有結(jié)構(gòu)都可以運(yùn)用在MIM上。

2)更多的材料選擇

MIM幾乎可使用絕大部分金屬材料,考慮到經(jīng)濟(jì)性,主要的應(yīng)用材料涵蓋鐵基、鎳基、銅基、鈦基金屬或合金。

3)出色的理化性能

MIM因?yàn)闊Y(jié)密度非常接近理論密度,其理化性能表現(xiàn)也非常出色,如機(jī)械強(qiáng)度等大幅超越傳統(tǒng)粉末冶金。

4)精致的外觀表現(xiàn)

MIM燒結(jié)坯表面粗糙度(Ra)可做到1μm,更可以通過各種表面處理方式獲得眩目的外觀效果。

5)更高的尺寸精度

MIM一般可以做到± 0.5%的公差精度,配合其它加工方式,可以獲得更高的尺寸精度。

6)強(qiáng)大而靈活的量產(chǎn)能力

MIM可以靈活調(diào)整和迅速提升產(chǎn)量,從每日幾百件到每日數(shù)十萬多可以快速響應(yīng)。

7)環(huán)保的加工理念

原料利用率接近100%,是一種近凈成形技術(shù),可有效避免材料的浪費(fèi)。


國內(nèi)MIM市場應(yīng)用劃分


MIM在攝像頭支架方面應(yīng)用優(yōu)勢及其突出,預(yù)計MIM多攝支架潛在市場規(guī)模超70億元。近年來后置三攝、四攝滲透率逐步提升,伴隨攝像頭個數(shù)增多,模組內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密集化、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、MIM攝像頭支架具備經(jīng)濟(jì)性更高、產(chǎn)品復(fù)雜程度更高、尺寸精度更高的優(yōu)勢,預(yù)計未來在三攝、四攝支架中MIM工藝滲透率快速提升。

伴隨折疊屏手機(jī)放量,折疊屏鉸鏈有望成為MIM工藝下一個新增長點(diǎn)。2019年是折疊屏手機(jī)元年,多家智能手機(jī)企業(yè)推出折疊屏手機(jī),三星推出Galaxy  Fold、華為推出Mate X。2019年全球折疊手機(jī)尚不足百萬部,預(yù)計2021年超千萬部。

由于轉(zhuǎn)軸鉸鏈支撐折疊功能,是折疊屏手機(jī)的關(guān)鍵部件,幾乎決定了折疊屏的成敗,既要做到輕薄、又要把連接、散熱等百余個元件嵌入,還需要保障可靠性。

相較于筆記本電腦的軸承技術(shù),折疊手機(jī)鉸鏈對精密度、耐用性、強(qiáng)度、輕薄度的要求更高,技術(shù)難度更高。MIM具備材料選擇范圍更廣、產(chǎn)品復(fù)雜程度更高的優(yōu)勢,完美契合折疊手機(jī)鉸鏈需求。預(yù)計未來伴隨折疊屏手機(jī)放量,MIM市場未來增長可期。

當(dāng)前的國內(nèi)MIM在汽車市場應(yīng)用較少,而北美、歐洲在汽車市場應(yīng)用較多,北美、歐洲、日本粉末冶金零件單車用量分別為18.6kg、7.2kg、8kg,中國僅為4.5kg??紤]MIM滿足汽車零部件“微型化、集成化、輕量化”的發(fā)展趨勢,未來市場空間廣闊。

MIM市場規(guī)模


近年來MIM市場穩(wěn)健增長。根據(jù)MPIF,2018年全球MIM市場規(guī)模達(dá)26億美元,2015--2018年復(fù)合增長率為7%,根據(jù)BCC Research,預(yù)計2018---2023年全球MIM市場復(fù)合增長率為7.5%;

根據(jù)中國鋼協(xié)粉末冶金分會,2018年中國(不含臺灣)MIM市場規(guī)模約為60億元,2015--2018年復(fù)合增長率為6%。


目前,中國MIM市場占全球市場的40%,是全球最大的市場,北美、歐洲MIM市場占全球市場的17%,也是全球重要的市場。中國MIM市場應(yīng)用主要聚焦于手機(jī)等消費(fèi)電子行業(yè),手機(jī)應(yīng)用占比為66%。

看到這里,有沒有頓時感受到MIM的強(qiáng)大呢???



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