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1、关于关于镁铝镁铝合金成型技合金成型技术术第一页，本课件共有35页半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第二页，本课件共有35页半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第三页，本课件共有35页半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第四页，本课件共有35页半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第五页，本课件共有35页半固態金屬射出成型半固態金屬射出
2、成型Semisolid Metal Injection Molding第六页，本课件共有35页半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第七页，本课件共有35页半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第八页，本课件共有35页熱室壓鑄熱室壓鑄Hot Chamber Die Casting1、開始2、射出3、脫膜第九页，本课件共有35页冷室壓鑄冷室壓鑄Cold Chamber Die Casting1、開始2、射出3、脫膜第十页，本课件共有35页觸變成型(Thixomoldin
3、g)由塑膠射出成型衍生應用在金屬的製程，主要是將金屬顆粒由料管加熱及螺桿轉動剪切的熱/機械(thermal/mechanical)作用轉變為具有觸變(thixotropic)性質的半固態黏漿，再以螺桿推送射入型腔內凝固成型。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第十一页，本课件共有35页觸變成型Thixomolding第十二页，本课件共有35页觸變成型(Thixomolding)美國Dow Chemical公司於1991年獲得美國第5040589號專利。Dow Chemical於1990年和另五家公司在美國密西根州聯合投資成立了D
4、ow Chemical Thixomat Inc.；這家跨公司的業務包括了技術合作授權、原型產品試製、製程改善等。Thixomat授權生產觸變成形機的公司包括日本製鋼所(JSW)和加拿大的Husky。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第十三页，本课件共有35页流變成型(Rheomolding)結合塑膠射出成型及流變鑄造(rheocasting)的製程。熔融金屬由料管冷卻，其凝固組織又被螺桿轉動產生的機械剪切所攪動，變為具有適當微結構的半固態金屬，在層流條件下以螺桿推送射入型腔內凝固成形。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Se
5、misolid Metal Injection Molding第十四页，本课件共有35页流變成型流變成型(Rheomolding)第十五页，本课件共有35页流變成型(Rheomolding)美國康乃爾大學射出成型計劃(Cornell Injection Molding Program)研發的新機器與新製程，於1996年獲得美國第5501266號專利。四位發明人K.K.Wang、Hsuan Peng、Nan Wang和Shau-Poh Wang皆為華人。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第十六页，本课件共有35页半固態金屬射出成
6、型是結合金屬壓鑄與射出成型的新技術，是能大幅改善金屬壓鑄製品品質的革命性製程。這項技術不僅維持了傳統壓鑄生產速度快、尺寸精度高等優點，也降低了元件中的氣孔及縮孔含量，因此，可大幅提高產品的機械性能，達到淨形(net-shape)鑄造及可熱處理鑄件的要求。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第十七页，本课件共有35页半固態金屬射出成型技術已被用於製造汽車零件、電子資訊產品零件及外殼，以及各種需要強度高、氣密性佳之精密零組件。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第十八
7、页，本课件共有35页優點與傳統壓鑄相較，半固態成形製程的優點主要來自兩方面：適當的流動性及較低的成形溫度。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第十九页，本课件共有35页優點(1)由於半固態金屬充模較平穩，模具設計時較不需溢流槽，製品後續加工較少，加工成本降低，廢料損失較少。(2)以層流(laminar flow)充模的成型方式可以電腦模擬、預測，以進行有效的模具設計及最佳化工藝條件的選定。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第二十页，本课件共有35页Semisol
8、id Metal Injection MoldingDiecasting第二十一页，本课件共有35页優點(3)半固態漿料以層流方式充模，捲氣的可能性大為減少，氣孔含量減少，產品性質穩定，並可作熱處理來進一步改良機械性質。(4)半固態漿料的熱含量較熔融金屬低，加上以高壓成型，因此凝固至完全固態產生的縮孔較熔融金屬為少，機械性質較佳。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第二十二页，本课件共有35页優點(5)半固態金屬充填時對模具的熱衝擊較低，因此模具壽命增長；這一方面是由於工作溫度較低，另一方面是由於半固態金屬黏漿以層流充模之熱傳係
9、數遠較熔融金屬充模時之紊流(turbulent flow)之熱傳係數低。實驗結果顯示，模具表面溫度峰值、溫度梯度及溫度升高速率均大幅降低70-80%。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第二十三页，本课件共有35页優點(6)由於材料在進入型腔前即已部分凝固，在型腔內冷卻所須移除之凝固熱較少，因此成型週期可縮短。另外，半固態材料對模具之黏著性較低，因此需較少之離型潤滑劑，脫模也較為迅速。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第二十四页，本课件共有35页對傳統金屬成形工
10、藝的衝擊(1)改善金屬壓鑄工藝及鑄件品質 美國三大汽車廠願意付較傳統壓鑄件單價高一倍的價錢向美國Alumax買半固態金屬製程製作的汽車零件，精算出的最終成本(包括品管、廢品損失、售後服務、召回維修成本及顧客滿意度等)仍然較低。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第二十五页，本课件共有35页對傳統金屬成型工藝的衝擊(2)取代昂貴的金屬成型製程 這些昂貴製程包括了鍛造、粉末冶金、機械加工等。日本Speed Star Wheel推出的半固態成形的汽車鋁輪圈不僅機械性質優良、品質穩定、而且是近淨形(near net-shape)成型，也
11、就是成型件僅需在輪軸裝配面略作加工，即可包裝出貨，減少廢料，降低人工成本。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第二十六页，本课件共有35页對塑料成形工藝的衝擊薄殼化及環保需求 產品輕量化的要求下，工程塑料成為市場的寵兒，但其強度終究無法和金屬比，在產品不斷薄殼化的壓力下、加上環保、散熱、電磁遮蔽等的考慮，輕金屬的半固態射出成型最近獲得普遍的重視。鎂合金的筆記型電腦外殼、數位式相機機身、行動電話外殼都相繼問世。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第二十七页，本课件共
12、有35页鎂合金替代塑膠的現況及趨勢(1)運輸工具業 在汽車上大量使用的零組件包括傳動組件外蓋、方向盤及轉向架組件、汽缸頭蓋、離合器及煞車踏板架、儀表面板、椅座支架組合等。以儀表面板為例一般使用工程塑膠，但是德國Audi汽車自1989年起即全面採用鎂合金。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第二十八页，本课件共有35页鎂合金替代塑膠的現況及趨勢(2)資訊產品業 在3C產業中的筆記型電腦、行動電話、數位相機等外殼都可以找到應用例。越來越多的筆記型電腦製造商在輕薄、耐撞擊及散熱佳等訴求下，將鎂合金的底板、鍵盤蓋板及LCD上下蓋板列為標
13、準配備。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第二十九页，本课件共有35页鎂合金替代塑膠的現況及趨勢(3)家電業 日本於1998年6月公佈實施家電回收法，自2001年起規範電視、洗衣機、冰箱、冷氣機等四項產品的強制回收，其影響既深且廣。1998年3月Panasonic率先推出鎂、鋁合金外殼的21吋電視。機殼不僅可回收，且較舊型省電25%，由於散熱性好，不須加散熱孔，灰塵、水等異物不得其門而入，內部電子零件不易破壞。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第三十页，本课件
14、共有35页半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding塑膠大多不具可分解性，加上燃燒後會產生世紀之毒戴奧辛，近年來在環保人士極力呼籲下，日本計劃在2015年將產品廢棄物的回收比率提高到95%，歐盟也將跟進為85%；家電方面，日本的冷氣機廢棄物的回收比率將由2001年的60%提高到2006年的80%，洗衣機及冰箱則在50%以上，電視機在55%以上。第三十一页，本课件共有35页流變成型(Rheomolding)對觸變成型(Thixomolding)的優勢(1)孔洞含量(Porosity)觸變成型使用的原料是金屬顆粒，其間的保護氣體會隨金屬顆
15、粒進入料管，孔洞含量雖比傳統壓鑄減少50%，卻無法徹底消除。流變成型使用的原料是熔融金屬，料斗到料管形成密閉空間，有可能達到零氣孔的目標。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第三十二页，本课件共有35页流變成型(Rheomolding)對觸變成型(Thixomolding)的優勢(2)原料便宜、回收容易 流變成型使用的原料沒有特殊要求，不但價錢便宜、不受特殊供應商的牽制，還可回收廢料，又可進行除氣等前處理，整體經濟效益較高。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第三十三页，本课件共有35页結論：在市場上我們已經看到從鋁、鎂合金壓鑄或工程塑膠射出成型漸漸轉移到鎂合金射出成型的例子。日本的電腦、汽車和消費性電子產品上半固態金屬射出成型零件也不斷增加。此一趨勢方興未艾，有關技術必須關注，甚至引進、建立，龐大商機已然來臨，只怕無力消受。半固態金屬射出成型半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding第三十四页，本课件共有35页感感谢谢大大家家观观看看第三十五页，本课件共有35页