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火热的粉末注塑市场,还有哪些趋势与商机
作者:佚名    文章来源:CPRJ中国塑料橡胶    点击数:163    更新时间:2017/12/26    

 

粉末注塑(Powder Injection Molding,简称PIM)最早于1950年代兴起。1985年由台湾大学退休教授黄坤祥教授从美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute,简称RPI)的大师R. M. German教授的粉末冶金实验室,将金属粉末注塑(Metal Injection Molding,简称MIM)引入中国大陆及台湾地区。

MIM的真正爆发期始于2008年,美国苹果公司(Apple Inc.)意识到粉末成形技术的重要性,并展开长达几年深入日本、中国的调研。苹果公司从2011年开始使用MIM零件取代传统压铸件,作为苹果手机和笔记本电脑的内外部零件,从而MIM产业在近五年(2012~2017)呈现爆炸式的成长,包含市场应用、产品、设备、零件制造商,以及后加工厂,带动了产业链的旺盛发展!

5年来,据不完全统计,中国市场约暴增了150MIM厂,而日本从2008年之后,其国内MIM制造的厂家呈现缩减的趋势(目前仅剩21家);韩国的MIM厂则不超过10家;新加坡仅有的4MIM厂,也在安徽设下了中国分厂。

火爆市场背后的原因

笔者认为,MIM在中国的火爆发展,主要得益于以下几项因素。

首先是催化脱脂大时代的来临。最近,中国几家喂料厂正迈向更低收缩比(Oversize Shrinkage FactorOSF<1.165)以及复合脱脂法(溶剂脱脂催化脱脂),这是中国PIM产业技术突进的活力象征!

其次是苹果公司选择了大中华区作为组装生产基地,使位于中国华南地区的MIM制造厂家获得优势。

中国MIM厂的设立初期仅有数家大型MIM厂,但近五年国产智能手机的需求也开始采用MIM产品,加上早期可穿戴产品如智能手表,都集中在珠三角,因此当今MIM工厂密度最高的地方:第一集中地区在东莞市长安镇,第二集中地是深圳市沙井镇。

而人料机法的二大关键——料与机的优化和本土化。无论是原材料还是注塑机设备,“中国制造”都在努力追赶国际水平。

此外还有一些特殊物资,例如钨粉,这并不是其他国家地区可以拥有的条件,钨在中国江西算是大宗物料,还有镍,中国北方的镍矿也数一数二,世界最大的钨粉和镍粉供应都是集中在中国。

近年由于手机设计朝着薄型化的方向发展,对手机零件的宽和高都开始讲究,恰好利用钨合金的比重高,相同的体积有金属的二倍以上重量,可以让手机的设计产生重量偏移,利用钨合金制作不平衡配种让手机跌落时刻意撞击坚固的位置,避免玻璃屏幕的破裂,这是一个新的商机。

另外,现在中国拥有充足的并且愿意工作的劳动人口,包含管理人才、工程师和基层劳动者,他们也都在努力推进技术的更新换代。

未来的PIM产品—新材料

MIM技术特色:①定单量适度(注意:美国的MIM厂所谓产量定义是每年万件以上便是大量,而MIM教科书说每一批次1000件就可以接单);②难加工材料,包含高硬度,高强度以及非自然比例合金;③形状越复杂为主。

很多人都在好奇,下一个MIM明星产品是什么?笔者看好以下材料:

钨与钨合金

在前面略为提到了高比重钨合金的优势,这里再补充的当属烧结钨合金。过去已经被抛弃的球磨粉末机,溶剂脱脂和热脱脂,预烧结设备,氨裂解以及氢气供给设备,又要重新去找出来,因为单只烧结钨是不可能的,必须利用镍、铜、铁、钴、钼等元素产生液相烧结把钨颗粒沾粘起来(吃过花生糖吧?花生就好比是钨,麦芽糖则是那些液相元素)。

2015年的钨合金配重与马达震动子(振动马达的需求)正被苹果炒热起来。虽然是昙花一现,但也证明MIM确实可以对应硬质合金和高比重和金的产品有快速爬升产能的能力。

无镍不锈钢

在当前被广泛应用的医疗用奥氏体不锈钢316L和硬化型17-4PH,镍是一种重要的合金化元素。镍的主要作用是使不锈钢形成稳定的奥氏体结构,从而改善不钢的耐腐蚀性、可塑性、可焊接性和韧性等性能,常温状下稳定的奥氏体结构还可使不锈钢具备无导磁性。

但是,镍则是一种潜在的过敏因数,在西方大量的临床表现证实镍及其化合物会对人类产生危害。最常见的损害是接触性皮炎,发病率较高,过敏性强者会发生湿疹。

目前欧盟已经下达镍禁止令,于2016年底前彻底执行,取代的方案是采用高氮无镍的铬锰钼钢,这恰是MIM技术的强项。

相信不用到明年,这个材料如合作日常生活与工业应用的金属零件,应该是明星级的材料,MIM厂要提早准备了!高氮无镍的不锈钢配方目前还是巴斯夫的专利,专利保护期也即将过期,应该可以让市场放大吧。

铜与黄铜、钛与钛合金

金属类的应用具备无导磁性,对于3C产品是很好的材料,由其MIM技术关注点在于经济又实惠,铜合金应该是一个很好的选项,可惜的是过去铜合金的烧结很少人关注,主要在于水暖器材类的铜合金可以经过压铸(Die Casting)实现,纯铜的烧结不是一般烧结炉可以做到,必须采用压力大于一大气压以上的高压烧结炉,不是一般工厂可以设置的,主要是铜(及其合金)的蒸汽压低,还没有到达烧结温度汽化就相当严重,除了炉壁容易污染外,产品很容易烧不致密。

PIM International 杂志2015第一期报导,全世界MIM/PM粉末消耗最大还是中国大陆地区和台湾地区,但显然只有偏重在热管和散热片,以及小部分的青铜自润轴承与过滤器,对于铜与铜合金的MIM产品,还有待开发。通常,这种材料要寄望苹果电脑的采用才有快速身价上扬的机会。

钛和钛合金则一直是明星材料,只不过价格过高,粉末来源受到限制,因此工业应用都局限在航空扣具,特殊零件,以及医疗器械和植入物,少部分用来做可穿戴产品,却因为钛的外观很容易灰化导制装饰不够好看,很多以不锈钢抛光加以上PVD锖黑色来说是钛合金,那只有表面薄薄一层的钛化物,不足以称为钛合金。我们也期待市场的开拓与无镍不锈钢的时代来临,高强度和相对低比重的钛有其优异的机械与人体亲合性能,来期待MIM钛零件的上市吧!

光、电、磁不分家,功能性金属与陶瓷来袭

2017年起被讨论最多、最神秘又最热门的,相信就是功能性材料,由于众多特殊的应用,相关的材料如各种有色金属合金、功能陶瓷等等。举例如钴铬钼合金(CoCrMo)或是钴铁(Hiper Co)的软磁材料,陶瓷可就更是五花八门。

 

文章录入:chengyh    责任编辑:woye 
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