Metallspritzguss glänzt bei den MPIF-Designpreisen 2021

1. Juli 2021

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Die Gewinner des von der Metal Powder Industries Federation (MPIF) gesponserten Wettbewerbs „Powder Metallurgy Design Excellence Awards“ 2021 wurden während der International Conference on Powder Metallurgy and Particulate Materials (PowderMet2021) bekannt gegeben, die am 20. Juni in Orlando, Florida, USA, stattfand –23, 2021.

Im Designwettbewerb wurden insgesamt sechs Hauptpreise und sechzehn Awards of Distinction in den Fertigungskategorien konventionelle Pulvermetallurgie (PM), Metallspritzguss (MIM) und additive Metallfertigung vergeben.

In diesem Jahr wurden die Auszeichnungen von den Gewinnern der MIM-Kategorie dominiert, die insgesamt dreizehn Auszeichnungen erhielten und die kontinuierliche Innovation in diesem Sektor hervorheben. Die siegreichen Teile werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Schusswaffen bis hin zu elektronischen Geräten, und zeigen die Vielseitigkeit, die MIM beim Komponentendesign bieten kann.

Hier stellen wir die Gewinner im Bereich Metallspritzguss vor.

In der Kategorie Luft- und Raumfahrt/Militär/Schusswaffen für MIM-Komponenten wurde ein Hauptpreis an die ARC Group Worldwide für einen geschlossenen Schlagbolzen verliehen, der im Abfeuermechanismus einer kommerziellen Handfeuerwaffe verwendet wird. Die Position der Spitze zum Hauptkörper der Komponente gilt als entscheidend für die Funktionalität des Teils.

Das Teil wird in einem Zwei-Kavitäten-Werkzeug hergestellt, wobei strategisches Werkzeugdesign und Bereitstellung umgesetzt werden. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wurden Nachsinter-, HIP- und Wärmebehandlungen durchgeführt und die Teile mit einer E-Nickel-Beschichtung versehen.

Ein Hauptpreis wurde außerdem an die ARC Group Worldwide in der Kategorie Handwerkzeuge/Freizeit für MIM-Komponenten für eine Schnellkupplungsbaugruppe verliehen, die für eine Vielzahl kleiner Handgeräte wie Ferngläser, Kameras und Schusswaffen verwendet wird. Der Einsatz von MIM ermöglichte eine endkonturnah geformte Baugruppe und ermöglichte die Integration glatter Übergänge und abgerundeter Kanten sowie die Beseitigung jeglicher Bearbeitungsspuren an den sichtbaren Teilen der Teile.

In der Kategorie „Medizin/Dental“ für MIM-Komponenten wurde OptiMIM mit einem Hauptpreis für einen Kompressionsrahmen ausgezeichnet, der im Lapidus-System von Nextremity Solutions zum Halten und Ausrichten der Zielbohrführung während der Tarsometatarsalfusion verwendet wird.

Die Teile werden aus MIM-420-Edelstahl in einer offenen und geschlossenen Form mit einer Kavität und zwei Schiebern hergestellt. Das erste bildet die rechteckige Öffnung und das zweite die beiden Löcher im 60°-Winkel am gegenüberliegenden Ende des Rahmens. Die Teile werden in einer Matrize mit zwei Schlitten dimensioniert, sodass Kräfte in senkrechter Richtung auf die Teile ausgeübt werden können.

In der Kategorie Automotive – Getriebe für MIM-Komponenten wurde ARC Group Worldwide mit einem Award of Distinction für ein Schneckenrad ausgezeichnet, das in einem Getriebesperrmechanismus verwendet wird. Aufgrund der Komplexität der Schrägverzahnung und der angrenzenden Wellengeometrie wurde die MIM-Bearbeitung gewählt. Zum Sintern der Teile werden kundenspezifische Staging-Möbel verwendet, die keine weiteren Arbeitsgänge erfordern, um in der passenden Baugruppe funktionsfähig zu sein.

In der Kategorie Automotive – Getriebe für MIM-Komponenten wurde auch Indo-MIM Pvt. mit einem Award of Distinction ausgezeichnet. Ltd. für einen Ölsprühkolbenkühler. Die MIM-4605-Teile werden in Motoren schwerer Fahrzeuge verwendet und wurden zuvor durch maschinelle Bearbeitung hergestellt. Löcher werden durch zwei verschiedene Gleitstifte in unterschiedlichen Winkeln im Werkzeug gebildet, und der Seitenkern muss mit einem Verzögerungsmechanismus durch den Mittelstift wandern.

In der Kategorie Luft- und Raumfahrt/Militär/Schusswaffen für MIM-Komponenten wurde Indo-MIM Pvt. mit einem Award of Distinction ausgezeichnet. Ltd. für ein Rahmenchassis, Teil einer Pistolenbaugruppe. Die Teile werden mit MIM-17-4 PH im H900-Zustand hergestellt.

Vor MIM wurden die Teile vom Kunden aus Stangenmaterial bearbeitet. Die MIM-Teile erfüllen 80 % der erforderlichen Teilemerkmale, der Rest wird vom Kunden bearbeitet, wodurch der Bearbeitungszyklus um 70 % verkürzt wird.

In der Kategorie Luft- und Raumfahrt/Militär/Schusswaffen für MIM-Komponenten wurde außerdem ein Award of Distinction an Advanced Powder Products Inc. und seinen Kunden Savage Arms für einen Kammergriff für ein Jagdgewehr verliehen. Das Teil hilft beim Laden der nächsten Munitionsladung und beim Entfernen der Granate nach dem Abfeuern.

Die komplexe Krümmung und das komplizierte Design stellten Herausforderungen beim Formen und Sintern dar. Durch die MIM-Verarbeitung konnte ein aus Stangenmaterial gefertigtes zweiteiliges Design in ein einteiliges MIM-Teil umgewandelt werden.

Ein Award of Distinction wurde an Indo-MIM Pvt. verliehen. Ltd. in der Kategorie „Industriemotoren/Steuerungen und Hydraulik“ für MIM-Komponenten für Gehäuse und Erdung, die in industriellen Gassensoren verwendet werden. Beide Teile erfordern eine hohe magnetische Permeabilität und eine niedrige Koerzitivfeldstärke. Der Boden hat viele Löcher und Gewinde, und das Gehäuse ist ein komplexes Teil mit dünnen Wänden, Querschnittsunterschieden und drei Gewindelöchern an den Außenwänden.

In der Kategorie „Hardware/Geräte“ für MIM-Komponenten wurde Indo-MIM Pvt. mit einem Award of Distinction ausgezeichnet. Ltd. für eine Knopfwelle, eine Kupplung, eine Knopfabdeckung, einen Kernstopfen, einen Kernkörper und einen Steuerhülsenbetätiger für Türschlösser. Die zuvor bearbeiteten Edelstahlteile weisen komplizierte Profile, dünne Wände, mehrere Löcher, Blindgewinde, ästhetische Anforderungen und Querschnittsunterschiede auf, die die Komplexität des Teils erhöhen.

In der Kategorie „Hardware/Geräte“ für MIM-Komponenten wurde ARC Group Worldwide außerdem mit einem Award of Distinction für einen Schlüsselbart ausgezeichnet, der in einem elektronischen Sicherheitssystem verwendet wird. Das Sintern erfordert eine individuelle Vorbereitung, um die Verzerrung der empfindlichen Geometrien zu minimieren, die für die Funktionalität des Teils entscheidend sind. Die Teile erfordern zwei Dimensionierungsschritte, um sicherzustellen, dass zwölf kritische Abmessungen den Kundenspezifikationen entsprechen. Die Anpassung an das Verbindungsteil und das ästhetische Erscheinungsbild der primären visuellen Oberfläche waren von entscheidender Bedeutung.

In der Kategorie „Medizin/Dental“ für MIM-Komponenten wurde ARC Group Worldwide mit einem „Award of Distinction“ für einen Drücker ausgezeichnet, der in der Ratschenbaugruppe für die gleichmäßige Platzierung hochviskoser Klebstoffe in Einschnitten verwendet wird und als Alternative zu Nähten oder Klammern bei chirurgischen Eingriffen verwendet wird . Strategisches Werkzeugdesign, Entlüftung und ein Stiftanguss mit drei Platten ermöglichen eine vollständige Materialfüllung der komplexen Teilegeometrie, wodurch Verzerrungen auf ein Minimum reduziert werden und die Einhaltung enger Profil- und Maßanforderungen ermöglicht wird.

In der Kategorie „Medizin/Dental“ für MIM-Komponenten wurde außerdem ein Award of Distinction an die Alpha Precision Group – Metal Injection Moulding und ihren Kunden Elite Biomedical Solutions für einen LVP-Türriegel für eine IV-Pumpe verliehen. Das Bauteil hat eine enge Toleranz hinsichtlich der Lochposition für die montierte Rolle. Im Einsatz wird die Rolle an einer passenden Komponente eingerastet, die das Unternehmen ebenfalls herstellt, um den Verriegelungs-/Hakenmechanismus zu vervollständigen. Die Teile werden von Anfang bis Ende im eigenen Haus gefertigt und die Bearbeitung und die mehrstufige Montage gelten als Mehrwert für den Kunden.

In der Kategorie „Elektronik/Elektrische Komponenten“ für MIM-Komponenten wurde Indo-MIM Pvt. mit einem Award of Distinction ausgezeichnet. Ltd. für einen Keramiksensor, der in einem elektronischen Gerät verwendet wird. Die zuvor bearbeiteten komplexen, meist hohlen Teile haben eine U-förmige Geometrie mit einem offenen Schlitz am hinteren Ende und einem Durchgangsloch an der Vorderseite, wobei ein weiteres Loch horizontal durch den Schlitz verläuft.

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