PIM产品结构设计之伸出体、凸台、转角等设计
点击量：677 发布时间：2017-03-14 作者：状迈（上海）增材制造技术有限公司
PIM另一个优点就是可以在结构上增加新的特征，主需要简单修改模具，这与机加工不同，机加工是一个去处材料的过程，会产生废料。一些从注塑工艺引来的例子，如用来起对准、加强、连接、分度或支撑作用的伸出体和凸台。凸台的壁厚应该比局部的壁厚略薄，大概是60%~70%。此时PIM的优势就显示出来，因为采用机加工方法在零件上增加凸台会导致相对多的材料浪费，耗费工时和浪费成本。
伸出体也可以用来装配和定位。典型的伸出体是两件在表面凸起的小圆柱或圆台，起直径和高度比零件的壁厚要小。成形在计算机磁盘驱动器零件上的小圆柱和伸出体。如果伸出体要承受大的应力，就需要采用加强筋支持。
a) 有加强筋的伸出体 b) 有锥度的伸出体 c) 有封闭端部的伸出体
一个PIM枪械零件，其伸出体下侧有两个加强筋，要注意的是，上面两个特征都是显示了PIM零件与机加工相比，在零件结构上增加特征具有优势。简而言之，需要通过机加工切除大量材料的情形，是十分适合采用PIM的。
具有两个安装用伸出体的枪械瞄准器的下表面
注：零件由Remington Arms提供
二
倒扣
PIM可以在零件的内部和外部增加倒扣。其中，如果分型线可以位于倒扣上，则可以有利于简化模具制造。
一个具有外部倒扣的PIM硬质合金喷嘴体
两种PIM可以成形倒扣（除此外，有角度和锥角的倒扣也是可以形成的）
内部倒扣的制造成本高，不经常采用，一种可行的方法是将一个预成形的塑料嵌件放置在型腔里，恰当定位后，在模具型腔内充填上PIM喂料。这与在塑料嵌件上包覆成形是等效的。此后将塑料嵌件溶解掉，留下一个型腔（例如采用一个水溶性的高分子材料做嵌件）。一个新的工艺就是眼镜框架，首先将一个水溶性塑料做成的镜片嵌件定位在模具中，然后再将型腔充填上。在注射后，塑料嵌件被溶解后，可在PIM零件的生坯上留下倒扣，生坯在此之后需要脱脂烧结。
燕尾槽以及其他一些具有光洁抽滑表面特征也常用PIM成形。此类倒扣比较简单，可以直接在模具表面加工，或者不希望倒扣和分型线在一起时，可以在模具上采用滑动装置。当需要局部支撑时，如果模具可以旋转到合适位置并可以简单复位，也可以采用翼板。在装配体上，翼板被用来定位和保持配合零件之间的连接。图7是一个钛材料的PIM高尔夫球头，上面有一个很大的翼板。使用翼板实现期望的锁紧功能，同时又降低了模具的复杂性。
PIM钛轻击棒内面具有一个用于装配的翼板
三
转角和倒角半径
粉末颗粒的尺寸决定了最小曲率半径，小于粉末直径10~20倍是不能成形的。并且，喂料通过尖锐的转角时也会引起问题。因此限制尖锐零件边缘有两个原因：1，加工模具内尖转角困难；2，喂料充填这样的转角困难。此外尖角也是应力集中的地方，缩短了模具寿命。
所以零件填充的极限是0.05mm，更可靠的是0.075mm以上。图8是PIM硬质合金钻头刃口的SEM形貌，说明了刃口为自然圆角形状，更加锋利的边缘需要在烧结后磨削加工。
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