Прахово шприцоване (PIM) е усъвършенстван производствен процес, който съчетава предимствата на праховата металургия и шприцването на пластмаса. Той е особено подходящ за производство на високо-прецизни, сложни-оформени метални или керамични части. В областта на производството на зъбни колела технологията PIM, със своята почти-чиста-форма, високо използване на материали и способност за масово-произвеждане на сложни структури, е идеален избор за формиране на малки-модулни зъбни колела, микро зъбни колела и специални-оформени зъбни колела.
1. Ефективно формоване на микро зъбни колела
В медицинските устройства и прецизните инструменти микро зъбните колела (напр. с модул от 0,1-0,5 mm) изискват изключително висока точност на размерите и повърхностно покритие. Традиционните процеси на рязане са предразположени към деформации и изпъкналости. Въпреки това, PIM, чрез смесване на метален прах (като неръждаема стомана и титаниева сплав) със свързващо вещество и инжектирането му, може да формира сложни елементи като форми на зъби и отвори за валове в една стъпка, постигайки грапавини на повърхността на зъбите до Ra 0,8 μm без необходимост от вторична обработка. Например, PIM-формованите комплекти зъбни колела за дентални накрайници значително подобряват устойчивостта на износване и ефективността на предаване.
2. Оформяне на мрежова форма на специални-оформени зъбни колела
За специални{0}}оформени зъбни колела, като спирални зъбни колела, конусни зъбни колела и не-кръгли зъбни колела, PIM директно формира профила на зъбите чрез дизайн на матрицата, елиминирайки множеството стъпки, необходими в традиционните процеси (като фрезоване и оформяне). Определена автомобилна ABS система използва PIM-формовани спирални зъбни колела, постигайки плътност от 98% от теоретичната стойност, якост на огъване, надвишаваща 500 MPa, и консистенция от-към-партида, превъзхождаща тази при леене.
3. Леки приложения на композитни материали
PIM позволява гъвкави корекции на състава на материала. Например чрез инжектиране на смес от меден прах и графит могат да бъдат създадени само-смазващи се зъбни колела за приложения с висока-скорост и нисък{3}}шум. Като алтернатива, чрез добавяне на подсилен с въглеродни влакна-прах от алуминиева сплав, могат да бъдат произведени леки предавки на дронове, намаляващи теглото с над 40% в сравнение със стоманените предавки.
4. Икономически предимства на масовото производство
PIM е подходящ за широко{0}}производство (един комплект форми може да произведе над 100 000 броя). Например, за зъбно колело за интелигентен часовник, PIM намалява цената на парче с 30% в сравнение с прецизната обработка и поддържа стабилен процент на добив от над 95%.
Заключение
Технологията за прахово шприцоване осигурява високо-прецизни, високо-производителни решения за сложни зъбни колела чрез координирана оптимизация на материали, процеси и дизайн. С напредъка в процесите на освобождаване на свързващото вещество и синтероване, приложенията на PIM за зъбни колела в сектори от висок-ценз като аерокосмически и нова енергия ще се разширят допълнително.