Metallspritzguss (MIM) ist ein Verfahren, bei dem Metall pulverisiert, gemischt und in eine Form eingebracht wird, um feste Teile und Ausrüstungsteile herzustellen. Die Mischung aus Metallpulver und Bindematerial, bekannt als Feedstock, ist in ihrer Menge begrenzt, was das Metallspritzgießen ideal für kleine, detaillierte Teile macht. Anwendungen dieses Verfahrens umfassen Maschinenteile, zahnärztliche Werkzeuge und Schusswaffenausrüstung, und sie alle umfassen im Allgemeinen kleine und komplexe Teile.
Die Pulvermetallurgie ist die Technik, die bestimmt, welche Metallarten zu einem Pulver verarbeitet werden können, damit der Metallspritzgussprozess stattfinden kann. Zur Herstellung eines Metallpulvers stehen verschiedene Strategien zur Verfügung, wie physikalische Abscheidung, Mahlen, Zerstäubung, chemische Reaktionen oder Zentrifugation. Die Art der Pulverstrategie hängt stark von der Art des zu pulverisierenden Metalls und seinen spezifischen Eigenschaften ab.
Nach der Herstellung wird das Metallpulver mit einem Binder vermischt, einem Material aus verschiedenen Wachsen und Kunststoffen. Die resultierende Mischung, die als Feedstock bezeichnet wird, ist dann bereit, in die Form eingespritzt zu werden. Aufgrund der Ähnlichkeiten zwischen dem Ausgangsmaterial und dem geschmolzenen Kunststoff, der beim normalen Spritzgießen verwendet wird, kann die gleiche Spritzgießausrüstung für das Metallspritzgießen verwendet werden. Das Ausgangsmaterial wird in einer kleinen Menge, einem Schuss, in die Formanlage eingespritzt, die dann in der Form abkühlen gelassen wird.
Nachdem das Abkühlen abgeschlossen ist, wird das Bindematerial teilweise vom Teil entfernt, normalerweise durch ein Lösungsmittel oder eine chemische Reaktion, aber gelegentlich wird das Teil erhitzt, um den Binder abzuschmelzen. Das Teil enthält jetzt einen erheblichen Anteil an Leerraum, der etwa 2 bis 4 % des Gesamtvolumens in einer als brauner Stufe bekannten Prozessstufe ausmacht. Das Metall wird dann durch einen Sinterprozess stärker und dichter gemacht. Beim Sintern wird das Metall auf eine Temperatur knapp unter seinem Schmelzpunkt erhitzt, bis die Oberfläche der Metallpartikel unter Beibehaltung der strukturellen Integrität des Teils miteinander verschmelzen. Das Endergebnis ist ein Metallteil mit einer Festkörperdichte von bis zu 99%.
Nach kleineren Modifikationen ist das Teil fertig und einsatzbereit. Da beim Metallspritzgießen Formen verwendet werden, ist es eine flexiblere Technologie und ideal für komplexe, kompliziert gestaltete Teile. Andere Metalltechnologien erfordern oft hohe Kosten, um die gleichen resultierenden Produkte zu erzielen, so dass das Metallspritzgießen eine immer beliebtere Technik zur Herstellung dieser Teile wird.