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面對(duì)5G時(shí)代的MIM材料

 時(shí)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(dòng)趨勢(shì)報(bào)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(huì)選擇購(gòu)買,16%的受調(diào)查用戶表示下一款手機(jī)會(huì)選擇具備5G功能的。根據(jù)中國(guó)信通院數(shù)據(jù),1H20國(guó)內(nèi)5G手機(jī)出貨量6359.7萬(wàn)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(dòng)趨勢(shì)報(bào)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(huì)選擇購(gòu)買,16%的受調(diào)查用戶表示下一款手機(jī)會(huì)選擇具備5G功能的。

根據(jù)中國(guó)信通院數(shù)據(jù),1H20 國(guó)內(nèi)5G 手機(jī)出貨量6359.7 萬(wàn)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō),MIM就是把金屬粉末和粘結(jié)劑均勻混合在一起,經(jīng)過(guò)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(jì)師能夠擺脫傳統(tǒng)束縛,以塑料成型的方式獲得低價(jià)、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(jì)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(shì),MIM在特定應(yīng)用場(chǎng)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(píng)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(shí),企業(yè)也會(huì)給出建議更改設(shè)計(jì)以便通過(guò)MIM實(shí)現(xiàn)優(yōu)化效果。


2)原料

特制的金屬粉末(微米級(jí))與高品質(zhì)的高分子聚合物混合,通過(guò)精確控制的制備過(guò)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(jí))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(shí)的良好流動(dòng)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(shì)


1)極高的設(shè)計(jì)自由度

相對(duì)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(guò)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(wàn)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(guó)內(nèi)MIM市場(chǎng)應(yīng)用劃分


MIM在攝像頭支架方面應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及其突出,預(yù)計(jì)MIM多攝支架潛在市場(chǎng)規(guī)模超70億元。近年來(lái)后置三攝、四攝滲透率逐步提升,伴隨攝像頭個(gè)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(shì),預(yù)計(jì)未來(lái)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(gè)新增長(zhǎng)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(wàn)部,預(yù)計(jì)2021年超千萬(wàn)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(gè)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(duì)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(shì),完美契合折疊手機(jī)鉸鏈需求。預(yù)計(jì)未來(lái)伴隨折疊屏手機(jī)放量,MIM市場(chǎng)未來(lái)增長(zhǎng)可期。

當(dāng)前的國(guó)內(nèi)MIM在汽車市場(chǎng)應(yīng)用較少,而北美、歐洲在汽車市場(chǎng)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(guó)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(shì),未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊。

MIM市場(chǎng)規(guī)模


近年來(lái)MIM市場(chǎng)穩(wěn)健增長(zhǎng)。根據(jù)MPIF,2018年全球MIM市場(chǎng)規(guī)模達(dá)26億美元,2015--2018年復(fù)合增長(zhǎng)率為7%,根據(jù)BCC Research,預(yù)計(jì)2018---2023年全球MIM市場(chǎng)復(fù)合增長(zhǎng)率為7.5%;

根據(jù)中國(guó)鋼協(xié)粉末冶金分會(huì),2018年中國(guó)(不含臺(tái)灣)MIM市場(chǎng)規(guī)模約為60億元,2015--2018年復(fù)合增長(zhǎng)率為6%。


目前,中國(guó)MIM市場(chǎng)占全球市場(chǎng)的40%,是全球最大的市場(chǎng),北美、歐洲MIM市場(chǎng)占全球市場(chǎng)的17%,也是全球重要的市場(chǎng)。中國(guó)MIM市場(chǎng)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(méi)有頓時(shí)感受到MIM的強(qiáng)大呢???



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