金属注射成形（Metal Injection Molding, MIM）是一种将现代塑料注射成形技术与粉末冶金相结合的先进制造工艺，通过粉末与粘结剂混合造粒后，在注塑机批量生产，用于生产复杂的金属零部件！这个工艺技术早期来自巴斯夫。
MIM主要有塑基和蜡基两种，塑基德国、中国大都是这种路线，日本有搞蜡基，但塑基一定是主旋律，本次塑料君只讨论塑基MIM，近年来在粉末冶金领域中发展迅速。
注塑用钛合金喂料造粒
同样陶瓷注塑工艺（Ceramic Injection Molding）CIM也是一种将陶瓷粉末与粘结剂混合，然后通过注塑机将其注入模具中，经过脱脂和烧结等工艺过程，最终得到陶瓷制品的成型方法。
不管是金属、陶还是陶瓷，如果要注塑，其必须需要一个载体带着他们在注塑机里面流动起来进入模具，这个载体我们称之为粘结剂，是由塑料、热稳定剂、抗氧化剂等配方组成，粘接剂不同厂家都有自己的配方，感兴趣的可联系塑料君探讨。
说到这有小伙伴可能会抬杠，为什么不能直接熔化金属？比如Ti-6Al-4V 钛合金熔点约在1600℃-1650℃，氧化铝陶瓷的熔点大约在 2050℃左右；那么注塑机、模具采用什么材质？
陶瓷注塑件示例
金属、陶瓷在注塑机过程中，只有粘接剂在熔化状态，金属、陶瓷是以粉末填充的形式存在的！可以这么认为，在改性塑料中，这种填充金属、陶瓷粉末的塑料包裹造粒，我们可称之为塑料母粒；而在金属、陶瓷注塑行业，那就有了一个新的名字，那叫喂料，喂料就是搞造粒！
金属和陶瓷在注塑加工过程中，只需要在传统注塑设备稍微改造就可以像塑料一样进行注塑成型，加工过程中只有塑料粘结剂在螺杆中熔化流动推进模具，不过这个塑料母粒的填充达到了95%，所以，本质上是塑料大哥带小弟飞，金属、陶瓷不能单独进行注塑成型！
下面塑料君就以主流粘接剂配方中的一种材质聚甲醛，即POM为注塑主基材，看看他们金属是如何实现注塑的。其他主要基材还有PP、PE、PA等，各家工厂配方不同，本次塑料君先不讲。
工艺步骤
1、混合：选择适合MIM工艺的金属粉末和有机粘结剂，在特定温度下均匀混合。
2、制粒与注塑：混合后的材料经制粒后，在加热状态下通过注射机注入模具型腔形成生坯。
3、脱脂：采用化学或溶剂萃取方法去除生坯中的粘结剂。
4、烧结：将脱脂后的部件置于高温炉内进行烧结，使部件致密化并达到最终尺寸。
为什么主流选择POM，而不选择PP、PE、尼龙等塑料基材粘结剂，是由于POM其高温分解过程中会分解成甲醛挥发，几乎没有残留！如下图：
不过聚甲醛也有缺陷，材料热老化一般不宜高温下停留时间过长，并且韧性差，在造粒注塑脱脂加工过程中容易开裂，很难实现平衡流动性和韧性，如果需要好的加工流动性，那么材料越脆。
一、设计自由度
复杂形状成型能力：传统注塑工艺受限于塑料材料的性能和成型方式，难以制造具有复杂内部结构和高精度尺寸要求的零件。而 MIM 可以像塑胶注塑一样将复杂的金属零件直接成形，能实现高度复杂几何形状的零件制造，例如带有内部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉通孔、盲孔等结构的零件。
材料组合灵活：可根据产品的具体性能需求，选择不同的金属粉末和粘结剂组合，实现多种材料特性的定制，满足不同应用场景对强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等方面的要求。
二、生产效率高
大批量生产优势：使用注射机成型产品生坯，生产效率大幅度提高，适合大批量生产。同时，注射成型产品的一致性、重复性好，能够保证产品质量的稳定性，为大规模工业生产提供了有力支持。
后续加工减少：MIM 零件的尺寸精度通常较高，一般是尺寸的 ±0.5%，精密级别能达到 ±0.3% 以上，对于较小的零件尺寸，相对其它铸造工艺，通常无需进行大量的二次加工或只需少量精加工，从而减少了加工工序和时间成本。
三、材料性能优
组织均匀性好：是一种流体成型工艺，粘接剂的存在保障了粉末的均匀排布，从而可消除毛坯微观组织上的不均匀，使烧结制品密度可达到其材料的理论密度的 95% - 99%，进而使零件强度增加、韧性加强、延展性和导电导热性得到改善，磁性能提高。
性能接近锻造件：最终产品的性能接近锻造金属零件，具有较高的强度、硬度和耐磨性，能够满足一些对零件性能要求较高的应用领域。
四、成本优势
材料利用率高：MIM 是一种近净成型的工艺，其零件形状已接近最终产品形态，减少了原材料的浪费，特别是对于贵重金属的加工，能有效降低成本。
综合成本优势：对于复杂形状的金属零件，虽然 MIM 的原材料和设备成本相对较高，但由于减少了后续加工工序和废品率，其综合成本可能比传统加工工艺更具优势。
五、MIM VS 传统加工
MIM vs. 传统粉末冶金
可一次性成形复杂结构的金属件，减少后续加工。密度均匀、表面光洁（Ra 0.80～1.6μm），尺寸精度高达±0.1%～±0.3%，具有更高的密度和更好的耐腐蚀性。适用于多种材料，自动化程度高，支持大批量连续生产。相对密度可达95%～99%，且能进行热处理以改善力学性能。
MIM vs. 机械加工
减少材料浪费，提高材料利用率；单步成形，简化生产流程。
MIM vs. 精密铸造
可制作薄壁至0.2mm的产品，提供更佳的表面质量和细孔制造能力。
一、电子通讯领域
手机零部件：
手机卡托是 MIM 技术的典型应用之一，早期是苹果供应链拉起来的。它需要具备高精度的尺寸和良好的机械性能，以确保与手机卡槽的完美配合。
摄像头装饰圈，内置的连接器零件，这个部件不仅要求外观精美，这些零件通常尺寸较小，但要求精度高、性能稳定，能够在频繁的插拔过程中保持良好的接触性能。MIM 技术可以满足这些要求，并且能够实现大规模生产。
MIM手机卡槽
可穿戴设备零部件：
智能手表的表壳和表带扣等部件，智能手环的卡扣和装饰件等，这些零件通常尺寸较小，但要求精度高、强度好，能够在日常使用中保持稳定的性能。
二、医疗器械领域
手术器械：
微创手术器械中的一些小型、复杂的零部件，如钳子、剪刀的关节部位等，牙科器械中的一些小零件，如牙钻的头部、牙科镊子等，也可以采用 MIM 工艺制造。
骨科植入物中的一些小零件，如螺钉、螺母、垫片等，可以采用 MIM 工艺制造。这些零件需要具备良好的生物相容性、高强度和耐腐蚀性，以确保植入物的安全和有效性。
三、汽车零部件领域
发动机系统：
发动机中的一些小型、复杂的零部件，如涡轮增压器的叶轮、燃油喷射系统的喷嘴、发动机的气门导管、气门座圈等零件也可以采用 MIM 工艺制造。这些零件需要具备良好的耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性，以确保发动机的正常运行。
传动系统：
汽车变速器中的一些小零件，如同步器齿环、行星齿轮架、汽车差速器中的一些小零件，如行星齿轮、半轴齿轮等，这些零件需要具备高强度、高精度和良好的耐磨性，以确保变速器的性能和可靠性。
金属注塑件示例
四、航空航天领域
飞机零部件：
飞机发动机中的一些小型、复杂的零部件，如涡轮叶片、燃烧室部件等，可以采用 MIM 工艺制造。其他如连接件、紧固件等，也可以采用 MIM 工艺制造。这些零件需要具备高强度、轻量化和良好的耐腐蚀性，以确保飞机的结构强度和安全性。
五、其他领域
五金工具：一些复杂形状的五金工具，如螺丝刀头、扳手等，
锁具零件：锁具中的一些小零件，如锁芯、钥匙等，可以采用 MIM 工艺制造
手表配件：一些独特设计的表壳，如带有弧形、曲线、镂空等复杂形状的款式，MIM 技术可以制造出带有各种连接结构、卡扣结构的表带部件传统制造工艺可能难以精确加工，而 MIM 技术可以轻松实现这些复杂形状的制造，满足设计师对外观的创新需求。
以上是对金属注塑（MIM）和陶瓷注塑（CIM）基本介绍，包括它们的工艺流程、优势以及主要的应用领域。这两种技术都极大地拓展了材料成形的可能性，特别是在批量需要高度定制化和高性能要求的产品制造中发挥着重要作用。如果您需要更详细的信息或是针对某个特定方面的探讨，请扫文末二维码。
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