適用AR/VR小型精密零部件的生產(chǎn)工藝——MIM（金屬注射成型）

金屬注射成型（Metal Injection Molding,簡稱“MIM”）是將現(xiàn)代塑料注射成形技術(shù)引入粉末冶金領域而形成的一種新的金屬零部件近凈成形加工技術(shù)，適用于生產(chǎn)小型、三維復雜形狀以及具有特殊性能要求制品。

MIM結(jié)構(gòu)件來源：新日興 與傳統(tǒng)粉末冶金不同的是，金屬注射成型（MIM）是結(jié)合了粉末冶金壓制成型與塑料注射成型兩大技術(shù)優(yōu)點的先進成型技術(shù)，突破了傳統(tǒng)粉末冶金工藝在形狀上的限制，使得設計師能夠擺脫傳統(tǒng)束縛，以塑料成型的方式獲得低價、異型的金屬零件，從而擁有比很多其他生產(chǎn)工藝更大的設計自由度。MIM用材料已經(jīng)從傳統(tǒng)的不銹鋼及鐵基合金粉末擴大到了軟磁材料、硬質(zhì)合金材料、鈦合金材料、高強度合金材料等。

MIM加工流程

MIM工藝過程主要分為四個階段，包括造粒、注射、脫脂和燒結(jié)，上游的原材料為金屬粉末、粘結(jié)劑。 將精細金屬粉末和石蠟粘結(jié)劑、熱塑性塑料混合形成“喂料”；通過注塑工藝壓入模具型腔進行成型，得到“生胚”，模具可以設計為多腔以提高生產(chǎn)率；將生胚中的粘結(jié)劑去除，脫脂后得到“棕坯”；經(jīng)過脫脂的棕坯被放進高溫、高壓控制的熔爐中進行燒結(jié)，定向收縮到其設計尺寸并轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€致密的固體，得到最終的成品。

圖源：降本設計

MIM優(yōu)勢

S-Strength，良好的金屬性能，MIM產(chǎn)品組織均勻、致密度好，密度可達到理論密度的98%以上，強度、硬度、延伸率等力學性能高。

C-Complexity，適用于復雜結(jié)構(gòu)。MIM屬于增材制造，能像塑膠注塑成型一樣將復雜的金屬零件直接成形，一般三維結(jié)構(gòu)復雜或者涉及產(chǎn)品有腔體、雙圓弧形等特殊形狀等都可通過MIM工藝實現(xiàn)。

V-Volume，適合大批量生產(chǎn)。注塑是通過擠壓桿將原材料射入模具型腔的一種工藝。生產(chǎn)效率高。同樣，粉末冶金也具有良好的可量產(chǎn)性。MIM的各個環(huán)節(jié)生產(chǎn)效率都比較高。因此MIM具備生產(chǎn)效率高，可大規(guī)模生產(chǎn)的特性。

P-Price，比較成本優(yōu)勢。MIM成形精度高，并且產(chǎn)品一次成形尺寸精度可達+/-0.3%。后續(xù)機加工量少，相較于其他工藝，特別是結(jié)構(gòu)復雜產(chǎn)品，利用MIM工藝批量生產(chǎn)成本優(yōu)勢明顯。

MIM與其他金屬加工工藝對比，圖源：網(wǎng)絡

MIM主要技術(shù)門檻

MIM技術(shù)是一項綜合性很強的復合型技術(shù)，覆蓋定制化喂料調(diào)配、改良和開發(fā)、精密模具設計與制造、金屬結(jié)構(gòu)件制造工藝融合與優(yōu)化及自動化設備開發(fā)等多項技術(shù)。

以MIM精密零部件為例，由于其均為定制化、非標準化產(chǎn)品，且生產(chǎn)工藝制程較長，任一環(huán)節(jié)控制不當均會對最終產(chǎn)品的尺寸精度和外觀產(chǎn)生較大影響。

一方面，企業(yè)需要具備較強的技術(shù)研發(fā)能力。隨著MIM產(chǎn)品應用領域的逐步拓展，各行業(yè)對高復雜度、高精度、高強度、外觀精美的定制化結(jié)構(gòu)件需求不斷增多，企業(yè)需要通過對模具、喂料、工藝等技術(shù)進行不斷的研發(fā)創(chuàng)新，以保證產(chǎn)品能夠符合各領域客戶的定制化需求；

另一方面，企業(yè)也必須對現(xiàn)有設備進行自動化改造，降低人為干預因素，大幅提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率和合格率，從而不斷降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量，滿足下游市場客戶日益旺盛的需求。

MIM在AR/VR上的應用

MIM技術(shù)能大批量、高效率、低成本地生產(chǎn)具有高復雜度、高精度、高強度、外觀精美、微小型規(guī)格的具有復雜三維幾何形狀的金屬零部件，適用于AR/VR卡托、鉸鏈、轉(zhuǎn)軸、內(nèi)部支架、連接器接口、裝飾圈等金屬零部件的批量生產(chǎn)。

精研科技（300739）MIM產(chǎn)品已經(jīng)最終應用于A客戶、三星（SAMSUNG）、小米、OPPO、vivo、Fossil等國內(nèi)外知名消費電子品牌，可生產(chǎn)VR內(nèi)置結(jié)構(gòu)件。

統(tǒng)聯(lián)精密（688210）在折疊屏手機轉(zhuǎn)軸鉸鏈、VR/AR/MR產(chǎn)品精密零部件等方向的技術(shù)實力目前已經(jīng)獲得相關客戶的認可。