Что общего между брекетами и ракетами? Рассказываем!
Содержание
- Эпоха до MIM и начало новой эры
- Технологический процесс инжекционного порошкового формования (MIM)
- Схема процесса производства по MIM-технологии
- Видео процесса производства детали по MIM-технологии
- Преимущества MIM-технологии
Эпоха до MIM и начало новой эры
Изначально металлические ортодонтические брекеты в основном производились методом отливки и фрезеровки. Но качество производимых таким путем брекетов оставляло желать лучшего. Для его повышения производители брекет-систем начали использовать инновационную технологию инжекционного порошкового формования металлических изделий (Metal Injection Molding, MIM, читается как МИМ).
MIM-технология была разработана в конце 70-х годов прошлого века американским специалистом Dr. Raymond Wiech Jr. на смену порошковой металлургии, обеспечивающей недостаточную плотность материала и потерю прочностных характеристик, и представляла собой симбиоз последней и технологии литья. В 1979 году компания Parmatech Corp. успешно изготовила с применением MIM-технологии крепеж для самолета Boeing 707/727 и распорную систему ракетного двигателя Rocketdyne. В настоящее время детали, производимые по этой технологии, используются в самых разных отраслях промышленности, в том числе и в ортодонтии. Компания Ormco первой стала использовать MIM-технологию для производства самолигирующих брекетов. Именно MIM-технология объединяет такие на первый взгляд далекие друг от друга отрасли, как ракетостроение и производство брекетов.
Технологический процесс инжекционного порошкового формования (MIM)
- В качестве сырья используются металлический порошок и связующие вещества. Порошок практически любых металлов со средним размером частиц 5-20 мкм: стали, никеля, кобальта, титана, меди и пр. Выбор связующего вещества, обеспечивающего получение необходимых характеристик, до сих пор считается искусством. Как правило, в роли связующего материала используются воск, термопластичная смола и пр., и оно составляет 10-20% от веса смеси. Все компоненты смеси тщательно перемешиваются до образования гомогенной смеси – фидстока. Любая даже незначительная ошибка в пропорциях получаемой смеси может негативно отразиться на качестве получаемого изделия.
- Фидсток загружается в бункер термопластавтомата (литьевой машины) и при нагревании до 170-200°С происходит расплавление полимерного связующего с образованием единой массы. Затем производится впрыск под давлением расплавленного фидстока, который заполняет нагретую до 125-145°С пресс-форму. Впоследствии происходит охлаждение и затвердевание материала под давлением с получением первичной заготовки, которую называют «зеленой». Очень важно не допустить неточностей в расчетах при проектировании и изготовлении пресс-формы. Также важно учитывать усадку изделия, которая в зависимости от связующего вещества составляет до 30% от объема «зеленой» детали и происходит равномерно по всему объему детали.
- На следующем этапе из «зелёной» заготовки удаляется связующее вещество. Оно экстрагируется с помощью растворителя или выгорает в печи в атмосфере инертного газа и паров азотной кислоты при температуре 110-140°С. Полученная заготовка, называемая «коричневой», сохраняет размеры и обладает пористой структурой.
- Заключительным этапом является спекание «коричневых» заготовок в вакуумной печи при температурах более 1200°С. При спекании происходит уплотнение материала за счет слияния частиц и устранения пор. В результате получаются детали с точными заданными размерами и плотностью выше 97% от теоретической плотности материала.
Схема процесса производства по MIM-технологии
Видео процесса производства детали по MIM-технологии
Преимущества MIM-технологии
Немного цифр, наглядно демонстрирующих преимущества данной технологии, вы найдете в таблице ниже. А под таблицей мы опишем, что эти цифры означают.
|
|
MIM-технология |
Механообработка |
Высокоточное литье |
Порошковая металлургия |
|
Масса, г |
0,01 – 200 |
1 – 10’000 |
1 – 1'000 |
5 – 2'500 |
|
Допустимое отклонение, % |
0,3 – 0,5 |
≤0,1 |
0,5 – 1,0 |
0,1 |
|
Плотность, % |
98 – 99 |
100 |
99 |
92 |
|
Max прочность, % |
≥95 |
100 |
≥95 |
70 |
|
Толщина стенки, мм |
0,3 – 10 |
1 – 100 |
2 – 20 |
2 – 20 |
|
Шероховатость поверхности, мкм |
1 |
0,2 – 4 |
5 |
2 – 5 |
|
Разнообразие материалов |
Большое |
Большое |
Небольшое |
Среднее |
|
Сложность |
Высокая |
Высокая |
Средняя |
Низкая |
|
Производительность |
Высокая |
Низкая |
Средняя |
Высокая |
Т.е., проще говоря, MIM-технология является идеальным вариантом для производства большого количества качественных изделий разнообразной формы.
Благодаря ей стало возможным производить детали:
- серийно;
- сложной формы;
- из широкого спектра металлов;
- с высокими показателями точности (0,3-0,5%);
- с высокими показателями воспроизводимости;
- с минимально возможной толщиной сечения стенки (до 0,3 мм);
- высокой плотности (до 99%).
При этом доступно множество вариантов последующей обработки поверхности.
Инжекционное порошковое формования металлических изделий (MIM) позволяет использовать в производстве брекетов любой сплав для придания ему заданных характеристик: прочности, эластичности, устойчивости к коррозии и многих других, а также получить максимально точные размеры функционально важного паза.
В компании Ormco вся продукция изготавливается из высококачественных материалов с соблюдением технологии и проходит самый строгий контроль качества на разных этапах производства. Размеры наших брекетов идентичны от партии к партии, что делает их предсказуемым и надежным помощником врача-ортодонта.
