TECHNOLOGIE

MIM vs. …

Der Metallspritzguss weist viele Gemeinsamkeiten mit dem bekannten Kunststoffspritzguss auf. Die MIM-Technologie ermöglicht es den Konstrukteuren, die Formfreiheit des Kunststoffspritzgusses mit den überragenden Eigenschaften von Metall zu kombinieren. Das Schaubild zeigt, in welchen Fällen MIM die optimale Produktionstechnik ist: bei hoher Produktkomplexität und relativ großen Stückzahlen. Dabei bietet die große Formfreiheit der MIM-Technologie die Möglichkeit, Funktionalität und Ästhetik in Bauteilen mit hochwertigen Materialeigenschaften zu vereinen.

Die folgende kurze Übersicht zeigt die wichtigsten Eigenschaften von MIM und anderen Produktionsverfahren, die jeweils ihre eigenen Vorteile bieten, wobei vor allem die Unterschiede zu MIM hervorgehoben werden. Die optimale Produktionstechnik für ein spezifisches Bauteil hängt selbstverständlich von den Anforderungen, Stückzahlen und einer Vielzahl anderer Aspekte ab.
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vergleich mit anderen Techniken.

MIM vs. additive Fertigung.

Der 3D-Druck, auch als „additive Fertigung“ oder AM (Additive Manufacturing) bekannt, ist derzeit in aller Munde. Dabei wird Metallpulver geschmolzen, entweder direkt per Laser oder mit Beimischung eines Bindemittels; anschließend folgt der Druck und zum Schluss wird das Werkstück entbindert und gesintert. So lassen sich schnell und ohne zusätzliches Werkzeug komplexe Metallbauteile fertigen. Wird AM das MIM-Verfahren ersetzen? Unserer Meinung nach nicht. Im Gegenteil, durch AM wird der Einsatz der MIM-Technik noch zunehmen, da sich die beiden Verfahren gut ergänzen und dasselbe Ausgangsmaterial (Metallpulver) verwenden.

Mit AM können Konstrukteure rasch komplexe Prototypen herstellen, um ihre Entwürfe zu sehen, zu fühlen und zu testen. Sobald das Prototyping abgeschlossen ist und das Produkt auf den Markt gebracht wurde, kann die Produktion bei steigender Nachfrage von AM auf MIM umgestellt werden. Dabei bietet MIM noch weitere Vorteile, wenn die Produktion von Prototypen und Einzelstücken auf die Serienfertigung umgestellt wird: höhere Oberflächenqualität, homogene Materialeigenschaften und weniger zeitaufwändige Nachbearbeitung.

	MIM	AM
Formfreiheit	++	+++
Abmessungen	1-100 mm	1-100+ mm
Stückzahlen	1000-1M+	1-1000+
Oberflächenqualität	++	–

MIM vs. CNC-Fräsen.

Das CNC-Fräsen ermöglicht die schnelle Herstellung von Prototypen und mittleren Stückzahlen, das hierfür keine Form benötigt wird. Auch große Stückzahlen lassen sich mit CNC-Fräsen wirtschaftlich produzieren, sofern der Entwurf des betreffenden Bauteils relativ einfach ist. Auch für strenge Toleranzen über größere Weiten ist das CNC-Fräsen die optimale Fertigungstechnik. MIM kann jedoch das bessere Verfahren sein sobald der Entwurf des Bauteils komplexer wird und die Stückzahlen zunehmen. Ein typischer Grund, vom CNC-Fräsen auf MIM umzustellen, besteht darin, dass mehrere CNC-Komponenten zu einem einzigen MIM-Bauteil zusammengefügt werden können.

	MIM	CNC
Formfreiheit	++	+
Abmessungen	1-100 mm	1-1000+ mm
Stückzahlen	1000-1M+	1-1000
Materialeigenschaften	++	++

MIM vs. die casting.

Das MIM-Verfahren und der Spritzguss haben viele Gemeinsamkeiten: bei beiden Techniken kommt eine Form zum Einsatz, und mit beiden können hochwertige und komplex geformte Bauteile in großen Stückzahlen gefertigt werden. Der größte Unterschied sind die dafür geeigneten Werkstoffe. Die Anwendbarkeit des Spritzgusses beschränkt sich auf Aluminium, Magnesium, Zink und verwandte Legierungen, während sich mit MIM (Edel-)Stahl-, Nickel- und Kobaltlegierungen sowie Titan, Kupfer und verschiedene andere (exotische) Werkstoffe verarbeiten lassen. Dieser Unterschied ergibt sich aus dem Gussverfahren. Beim Spritzgießen wird das verflüssigte Material direkt in eine Form gespritzt, während bei MIM ein Gemisch aus Metallpulver und einem Polymerbindemittel gespritzt wird, wonach das Produkt entbindert und gesintert wird.

	MIM	Diecasting
Formfreiheit	++	++
Abmessungen	1-100 mm	1-500+ mm
Stückzahlen	1000-1M+	1000-1M+
Materialeigenschaften	++	+

MIM vs. Wachsausschmelzverfahren.

Beim Wachsausschmelzverfahren wird das gewünschte Bauteil zunächst aus Wachs geformt; dieses Modell dient dann als Basis für die Herstellung einer Form. Das flüssige Metall wird in diese Form gegossen; anschließend wird das Werkstück aus der Form genommen und nachbearbeitet. Was die Abmessungen, Präzision, typischen Stückzahlen und Materialauswahl betrifft, ist das Wachsausschmelzverfahren gut mit der MIM-Technik vergleichbar. MIM wird im Allgemeinen bei Stückzahlen ab 100.000 pro Jahr etwas kostengünstiger. Bei größeren Wandstärken und Teilen mit relativ hohem Gewicht ist das Wachsausschmelzverfahren vorzuziehen, während MIM sich durch eine bessere Oberflächenverarbeitung und die Möglichkeit zur Herstellung dünnwandigerer Formen auszeichnet.

	MIM	Investment casting
Formfreiheit	++	++
Abmessungen	1-100 mm	1-200+ mm
Stückzahlen	1000-1M+	1000-100k
Materialeigenschaften	++	+

MIM vs. Heißpressen.

Beim Heißpressen wird ein feines Metallpulver mithilfe einer Matrize in eine Form gepresst und anschließend gesintert. Mit diesem wiederholbaren Prozess können Präzisionsteile in großen Stückzahlen hergestellt werden. Diese Technologie kommt vor allem bei der Fertigung von Zahnrädern, Umlenkrollen und Hebeln zum Einsatz. Bei derartigen Bauteilen wird eine hohe Präzision in Richtung der x- und y-Achse verlangt, während die Anforderungen an die Präzision und andere Eigenschaften in z-Richtung, in die der Pressdruck erfolgt, weniger streng sind. Durch den Pressvorgang ist jedoch die Entwurfsfreiheit bei dieser Technik begrenzt: Unterschneidungen, hohe Präzision in Pressrichtung und variierende Wandstärken sind nicht möglich. Nach dem Sintern beeinträchtigt die Restporosität der gepressten Komponenten ihre Materialstärke und ihre Eignung für Anwendungen, die Werkstoffe mit vollständig dichtem Gefüge erfordern.

	MIM	Perssintering
Formfreiheit	++	–
Abmessungen	1-100 mm	10-500+ mm
Stückzahlen	1000-1M+	1000-1M+
Materialeigenschaften	++	++

MIM vs. Stanzen/Extrudieren.

Wenn große Stückzahlen mit flachem oder kontinuierlichem Profil benötigt werden, ist das Stanzen/Extrudieren in puncto Kosteneffektivität unschlagbar. Die Entwurfsfreiheit ist bei dieser Technik allerdings begrenzt. Darum werden Stanzteile im weiteren Verfahren oft noch mit anderen Komponenten kombiniert beispielsweise mit Nieten oder Bolzen, um die gewünschte Form zu erhalten. Die Gesamtkosten einer solchen zusammengesetzten Form sind dann in der Regel höher als die eines MIM-Bauteils, das von vornherein alle Funktionen kombiniert.

	MIM	Stamping / extrusion
Formfreiheit	++	–
Abmessungen	1-100 mm	1-1000 mm
Stückzahlen	1000-1M+	1000-1M+
Materialeigenschaften	++	+

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