Poederspuitgieten (PIM) is een geavanceerd productieproces dat de voordelen van poedermetallurgie en kunststofspuitgieten combineert. Het is bijzonder geschikt voor de productie van zeer-precieze, complex-gevormde metalen of keramische onderdelen. Op het gebied van de tandwielproductie is PIM-technologie, met zijn vrijwel-netto- vorm, hoge materiaalgebruik en vermogen om complexe structuren massaal- te produceren, een ideale keuze voor het vormen van kleine-moduletandwielen, microtandwielen en speciaal-gevormde tandwielen.
1. Efficiënte vorming van microtandwielen
In medische apparaten en precisie-instrumenten vereisen microtandwielen (bijvoorbeeld met een module van 0,1-0,5 mm) een extreem hoge maatnauwkeurigheid en oppervlakteafwerking. Traditionele snijprocessen zijn gevoelig voor vervorming en bramen. Door metaalpoeder (zoals roestvrij staal en titaniumlegeringen) te mengen met een bindmiddel en dit te injecteren, kan PIM echter in één stap complexe kenmerken vormen, zoals tandvormen en schachtgaten, waardoor tandoppervlakruwheden tot Ra 0,8 μm worden bereikt zonder de noodzaak van secundaire bewerking. PIM-gegoten tandwielsets voor tandheelkundige handstukken verbeteren bijvoorbeeld de slijtvastheid en de transmissie-efficiëntie aanzienlijk.
2. Netvormvorming van speciaal-vormige tandwielen
Voor speciaal-vormige tandwielen, zoals spiraalvormige tandwielen, conische tandwielen en niet-circulaire tandwielen, vormt PIM rechtstreeks het tandprofiel door middel van matrijsontwerp, waardoor de meerdere stappen die nodig zijn bij traditionele processen (zoals afwikkelen en vormgeven) worden geëlimineerd. Een bepaald ABS-systeem voor auto's maakt gebruik van PIM-gevormde spiraalvormige tandwielen, waardoor een dichtheid van 98% van de theoretische waarde wordt bereikt, een buigsterkte van meer dan 500 MPa en een batch-tot- batchconsistentie die superieur is aan gieten.
3. Lichtgewicht toepassingen van composietmaterialen
PIM maakt flexibele aanpassingen van de materiaalformulering mogelijk. Door bijvoorbeeld een mengsel van koperpoeder en grafiet te injecteren, kunnen zelfs-zelfsmerende tandwielen worden gemaakt voor toepassingen met hoge- snelheid en weinig- geluid. Als alternatief kunnen door het toevoegen van koolstofvezel-versterkt aluminiumlegeringspoeder lichtgewicht drone-transmissietandwielen worden vervaardigd, waardoor het gewicht met meer dan 40% wordt verminderd in vergelijking met stalen tandwielen.
4. Economische voordelen van massaproductie
PIM is geschikt voor productie op grote- schaal (een enkele matrijzenset kan meer dan 100.000 stuks produceren). Voor een smartwatch-uitrusting verlaagt PIM bijvoorbeeld de kosten per stuk met 30% in vergelijking met precisiebewerking, en handhaaft het een stabiel rendement van meer dan 95%.
Conclusie
Poederspuitgiettechnologie biedt hoge-precieze, hoogwaardige-oplossingen voor complexe tandwielen door de gecoördineerde optimalisatie van materialen, processen en ontwerp. Met de vooruitgang op het gebied van het ontbinden van bindmiddelen en sinterprocessen zullen de tandwieltoepassingen van PIM in hoogwaardige-sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart en de nieuwe energie verder uitbreiden.