Medtec China聚焦设计金属注射成型（MIM）零件，遵循DFM设计指南
2023-08-30
MIM（金属注射成型） DFM设计指南从以下10个维度展开：壁厚、脱模斜度、加强筋、圆角、孔和槽、倒扣、螺纹、LOGO和字符、烧结支撑面和烧结支撑结构等。
遵循DFM设计指南，设计MIM零件时就可以大幅度减少出错的概率。
壁厚
1.1 均匀壁厚
MIM零件的壁厚应该均匀。厚度不均匀会导致扭曲、内应力、孔洞、开裂和凹痕，另外还会导致收缩不均匀，影响尺寸公差与控制。
1.2 尽量减少壁厚
MIM工艺可以成型的零件壁厚范围很广，从0.5~15mm都可以成型，然而当零件壁厚越厚，注射和烧结时间就会变长，生产周期就大幅度上升。为降低零件加工成本，在满足要求功能、强度和可靠性等前提下，尽可能地去减少零件壁厚。
1.3 壁厚急剧变化处，平缓过渡
有时因为设计要求，零件壁厚没办法做到均匀，即有的地方壁厚大、有的地方壁厚小，在壁厚大小连接的地方，应当平缓过渡
脱模斜度
为了使得零件能够从模具型腔中顺利脱出，需要在平行于模具开模方向的零件表面上增加脱模斜度。
脱模斜度的大小一般是0.5度~2度。成型孔或凹进深度越深、零件越复杂、型芯个数越多，脱模斜度越大。
加强筋
加强筋具有四个作用：
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增加零件的强度；
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改善金属材料在注射时的流动；
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壁厚过厚区域，掏空并添加加强筋，可以减重，同时可以缩短注射和烧结的成型周期很长；
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避免脆弱部位在脱脂和烧结时扭曲变形。
加强筋的厚度一般为壁厚的0.5~0.7倍。
圆角
在壁与壁的连接处，应当添加圆角或倒角：圆角可以避免应力集中；圆角可以辅助金属材料注射时的流动；
不过，并非零件所有位置都需要圆角。分模线处直角就较好，可减少模具复杂度，降低模具成本。
孔和槽
垂直于分模线的孔最容易成型，费用最低。
和分模线平行的孔，虽然容易成型，但需要增加滑块或液压缸，这会增大前期模具成本。
内部的连通孔，需要避免出现封闭与毛刺的问题。
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倒扣
外侧倒扣可直接成型。内侧倒扣需要通过滑块或活动型芯成形，模具成本较高。
螺纹
内外螺纹使用MIM工艺都能成型。外螺纹可以通过模具直接成型。外螺纹在分模线处设计一段0.127mm的小平面，可以以避免段差和毛边的存在。
内螺纹，需要通过使用专用的退出机构，模具比较复杂，同时会增加注射成型周期，一般适用于大批量场合。
当批量较小时，可以通过二次机加工成型内螺纹。
LOGO和字符等
LOGO、字符、咬花、日期章等，可以通过模具直接成型，而不会增加额外的零件费用。
烧结支撑面
MIM零件生坯在脱脂和烧结过程中，需要放置在一个平板陶瓷或托盘，整体尺寸会收缩约20%，零件必须具备一个较大的支撑面，以避免收缩时零件发生扭曲变形。
烧结支撑结构
MIM零件生坯在脱脂和烧结过程中，所有部位必须得到很好的支撑，以避免收缩时零件发生扭曲变形。对于一些跨距长、有悬臂或有易损伤的MIM零件，需要特别注意。
最好是直接在零件增加支撑结构。
如果零件上没有支撑结构，那么平板陶瓷或托盘上必须增加定制支撑结构，这会大幅增加陶瓷或托盘的成本。
文章及图片转载自降本设计
