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面對5G時代的MIM材料

 時間:2020-11-23 00:00:00    瀏覽次數:1    作者:
德勤發布的《連接和移動趨勢報告》顯示,67%的受調查用戶表示一旦兼容5G網絡的手機出現就會選擇購買,16%的受調查用戶表示下一款手機會選擇具備5G功能的。根據中國信通院數據,1H20國內5G手機出貨量6359.7萬部,滲透率達到41.5%。伴隨著3C電子行業的發展,MIM成為“當今最熱門的零部件成形技術”,主要應用于智能手機的卡托、攝像頭圈金屬保護框、連接器
德勤發布的《連接和移動趨勢報告》顯示,67%的受調查用戶表示一旦兼容5G網絡的手機出現就會選擇購買,16%的受調查用戶表示下一款手機會選擇具備5G功能的。

根據中國信通院數據,1H20 國內5G 手機出貨量6359.7 萬部,滲透率達到41.5%。

伴隨著3C電子行業的發展,MIM成為“當今最熱門的零部件成形技術”, 主要應用于智能手機的卡托、攝像頭圈金屬保護框、連接器接口等零部件。

什么是MIM?


MIM(Metal Injection Molding),即金屬粉末注射成型,是一種將金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法,具有很高的技術含量。簡單來說,MIM就是把金屬粉末和粘結劑均勻混合在一起,經過加工做成各種形狀的金屬器件。適用于大批量生產小型、精密、三維形狀復雜及具有特殊性能要求的金屬零部件。


MIM是典型的學科跨界產物,將兩種完全不同的加工工藝(塑料注射成型和粉末冶金)融為一體。使得設計師能夠擺脫傳統束縛,以塑料成型的方式獲得低價、異型的不銹鋼、鎳、鐵、銅、鈦和其他金屬零件,從而擁有比很多其他生產工藝更大的設計自由度。


相較于傳統金屬成型技術(如機加工、精密鑄造、傳統粉末冶金),MIM具備經濟性更高、產品復雜程度更高、材料選擇范圍更廣、產品密度更高、尺寸精度更高、量產能力更靈活、原料利用率更高等七大優勢,MIM在特定應用場景(形狀復雜程度要求高、材料性能要求高等)快速推廣。



MIM工藝流程


1)評估

首先,需要確定待加工品在成本、材料、制造可行性方面是否適合 MIM工藝制造。同時,企業也會給出建議更改設計以便通過MIM實現優化效果。


2)原料

特制的金屬粉末(微米級)與高品質的高分子聚合物混合,通過精確控制的制備過程,形成MIM專用喂料。相比于傳統粉末冶金,金屬粉末(微米級)的粒徑和極低的雜質含量確保了MIM燒結密度達到理論密度的98%;而特殊配制的多種高聚物即能提供注射時的良好流動性也能保證高效的脫脂能力。

3)注射

利用注射機將MIM喂料加熱并均勻填充到模具型腔,冷卻后得到MIM注射坯。符合MIM特點的模具與合理的工藝匹配是此工序的關鍵。

4)脫脂

采用專業脫脂爐逐步高效去除注射坯中的主體粘結劑,殘留的骨架粘結劑維持產品形狀以便脫脂件移入燒階段。

5)燒結

在MIM的真空爐或氣氛爐中,脫除骨架粘結劑,并在接近熔點的溫度下使金屬粉末致密化成完整的金屬體,經冷卻得到近乎成品形狀的燒結件。

MIM優勢


1)極高的設計自由度

相對于其它金屬成型方式,MIM能制造造型更為復雜的零件,基本上注塑模具可以實現的所有結構都可以運用在MIM上。

2)更多的材料選擇

MIM幾乎可使用絕大部分金屬材料,考慮到經濟性,主要的應用材料涵蓋鐵基、鎳基、銅基、鈦基金屬或合金。

3)出色的理化性能

MIM因為燒結密度非常接近理論密度,其理化性能表現也非常出色,如機械強度等大幅超越傳統粉末冶金。

4)精致的外觀表現

MIM燒結坯表面粗糙度(Ra)可做到1μm,更可以通過各種表面處理方式獲得眩目的外觀效果。

5)更高的尺寸精度

MIM一般可以做到± 0.5%的公差精度,配合其它加工方式,可以獲得更高的尺寸精度。

6)強大而靈活的量產能力

MIM可以靈活調整和迅速提升產量,從每日幾百件到每日數十萬多可以快速響應。

7)環保的加工理念

原料利用率接近100%,是一種近凈成形技術,可有效避免材料的浪費。


國內MIM市場應用劃分


MIM在攝像頭支架方面應用優勢及其突出,預計MIM多攝支架潛在市場規模超70億元。近年來后置三攝、四攝滲透率逐步提升,伴隨攝像頭個數增多,模組內部結構更加密集化、結構更加復雜、MIM攝像頭支架具備經濟性更高、產品復雜程度更高、尺寸精度更高的優勢,預計未來在三攝、四攝支架中MIM工藝滲透率快速提升。

伴隨折疊屏手機放量,折疊屏鉸鏈有望成為MIM工藝下一個新增長點。2019年是折疊屏手機元年,多家智能手機企業推出折疊屏手機,三星推出Galaxy  Fold、華為推出Mate X。2019年全球折疊手機尚不足百萬部,預計2021年超千萬部。

由于轉軸鉸鏈支撐折疊功能,是折疊屏手機的關鍵部件,幾乎決定了折疊屏的成敗,既要做到輕薄、又要把連接、散熱等百余個元件嵌入,還需要保障可靠性。

相較于筆記本電腦的軸承技術,折疊手機鉸鏈對精密度、耐用性、強度、輕薄度的要求更高,技術難度更高。MIM具備材料選擇范圍更廣、產品復雜程度更高的優勢,完美契合折疊手機鉸鏈需求。預計未來伴隨折疊屏手機放量,MIM市場未來增長可期。

當前的國內MIM在汽車市場應用較少,而北美、歐洲在汽車市場應用較多,北美、歐洲、日本粉末冶金零件單車用量分別為18.6kg、7.2kg、8kg,中國僅為4.5kg。考慮MIM滿足汽車零部件“微型化、集成化、輕量化”的發展趨勢,未來市場空間廣闊。

MIM市場規模


近年來MIM市場穩健增長。根據MPIF,2018年全球MIM市場規模達26億美元,2015--2018年復合增長率為7%,根據BCC Research,預計2018---2023年全球MIM市場復合增長率為7.5%;

根據中國鋼協粉末冶金分會,2018年中國(不含臺灣)MIM市場規模約為60億元,2015--2018年復合增長率為6%。


目前,中國MIM市場占全球市場的40%,是全球最大的市場,北美、歐洲MIM市場占全球市場的17%,也是全球重要的市場。中國MIM市場應用主要聚焦于手機等消費電子行業,手機應用占比為66%。

看到這里,有沒有頓時感受到MIM的強大呢!?



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