Ceramic Injection Molding
Scale Your Innovation, from Design to Delivery
Литье керамики под давлением (CIM)
Литье под давлением керамики (CIM) — это эффективная производственная технология, предназначенная для массового производства прецизионных керамических деталей со сложной геометрией. Процесс имеет сходство с литьем под давлением металла (MIM) и включает пять основных этапов: смешивание, литье под давлением, удаление связующего и спекание, а также последующую обработку.
CIM широко ценится в различных инженерных приложениях благодаря своей способности использовать передовые керамические материалы, такие как оксид алюминия, цирконий, циркониевый упрочненный оксид алюминия (ZTA) и шпинель. Эти материалы обладают исключительными свойствами, включая химическую инертность, высокую температурную стабильность, износостойкость и отличную электроизоляцию. Сочетание универсальности материала и точности изготовления делает CIM идеальным для приложений, требующих долговечности и сложных конструктивных особенностей.
Ceramic Injection Molding(CIM) Process
After deciding which ceramic you want to have for your application, the CIM process is as follows:
1. Feedstock Preparation
Ultra-fine ceramic powders are precisely mixed and compounded with polymer binders to create a homogenized feedstock ready for molding.
2. Injection Molding
The plasticized feedstock is injected under high pressure into a custom mold cavity, forming the “green part” with the final required complex geometry.
3. Debinding
The resulting “green part” undergoes a carefully controlled thermal or chemical process to gently extract the temporary polymer binder, leaving behind a porous yet structurally sound “brown part.”
4. Sintering
The “brown part” is heated to extreme temperatures for full densification, where ceramic particles fuse to define the final precise dimensions and unlock outstanding physical properties.
Процесс литья керамики под давлением (CIM)
FeedStock
Первым этапом процесса CIM является смешивание керамического порошка со связующим веществом для образования однородного сырья (чаще всего используется оксид циркония). Сырье должно обладать хорошей текучестью для последующего литья под давлением. Точный контроль этого этапа напрямую влияет на однородность и производительность конечного продукта.
Формование
Смешанное керамическое порошковое металлургическое сырье впрыскивается в форму для формирования исходного компонента, называемого «зеленым телом». Зеленое тело обычно немного больше, чем конечный продукт, чтобы компенсировать неизбежную усадку в процессе спекания. Литье под давлением позволяет эффективно производить детали со сложной геометрией, что является одним из основных преимуществ технологии керамической порошковой металлургии.
Удаление привязки
После формования пластиковую заготовку необходимо обезжирить, чтобы удалить большую часть связующего вещества из сырья. В результате этого процесса получается промежуточный продукт, называемый «коричневой деталью». Коричневая деталь имеет базовую форму, но обладает меньшей прочностью и требует дальнейшей обработки для достижения конечных свойств.
Спекание
Спекание является ключевым этапом в процессе керамической порошковой металлургии. При нагревании заготовки до температуры, близкой к температуре плавления металла, удаляется остаточное связующее вещество и материал уплотняется. Спеченные детали близки к конечному размеру и обладают требуемыми физическими свойствами и механической прочностью. Этот процесс определяет конечную плотность и геометрическую точность изделия.
Годовой объем производства деталей
Завершенные индивидуальные проекты
Скорость своевременной доставки
Преимущества технологии CIM
High Precision and Consistency
The dimensional tolerance of parts strictly controlled within ±0.1%~±0.3%, with low surface roughness (Ra≤0.8μm) and excellent consistency between parts.
Крупносерийное производство
Подходит для быстрого и эффективного производства большого количества деталей.
Сокращение отходов материалов
Минимальные отходы материала благодаря точности процесса.
Сложная геометрия
Возможность создания деталей сложной формы, которые трудно или невозможно изготовить традиционными методами.
Ceramic Injection Molding Materials
While CIM is theoretically adaptable to most ceramic powders, we focus our expertise on high-performance materials. We mainly specialize in Alumina, Zirconia, Zirconia Toughened Alumina (ZTA), to meet stringent performance requirements.
Alumina
Extreme hardness and superior electrical insulation, making it the primary choice for components requiring thermal stability and chemical resistance in high-wear environments.
Zirconia
Outstanding fracture toughness and high biocompatibility, ideal for structural parts, medical implants, and applications where exceptional resilience and wear resistance are mandatory.
Zirconia Toughened Alumina (ZTA)
A robust composite that merges the hardness of Alumina with the toughness of Zirconia, uniquely suited for high-stress and high-impact applications requiring maximized durability.
Ceramic Injection Molding(CIM) Applications
Ceramics are extensively used across high-tech industries, ranging from aerospace, healthcare, robotics, optics, precision electronics, and automotive to new energy and the semiconductor industry, thanks to their exceptional, multi-functional properties. XY-GLOBAL is your specialist partner, delivering custom-molded ceramic parts precisely engineered to meet the stringent performance and dimensional requirements of your demanding global applications.
- Resistance to High Temperatures
- Wear and corrosion Resistance
- Chemical Inertness
- Electrical Insulation
- High Hardness
- Lightweight Nature
- Biocompatibility
Медицинская промышленность
Керамика обладает множеством преимуществ, полезных для медицинской промышленности, таких как инертность, нетоксичность, высокая твердость, высокая прочность на сжатие, низкий коэффициент трения, износостойкость, химическая стойкость, стерильность, из нее можно изготавливать детали с различной пористостью, она имеет высокую эстетичность и долговечность.
Хрупкость керамики была снижена за счет внедрения керамических композитов и наноструктурированных материалов, а также за счет процессов обработки, таких как горячее изостатическое прессование. Керамические покрытия также рассматриваются в случаях, когда требуется механическая прочность и жесткость подложки.
Оптическая промышленность
Технология керамической порошковой металлургии (CIM) также имеет широкий спектр применения в области оптики. Подобно металлургии металлических порошков, CIM подходит для изготовления оптических структурных деталей или вспомогательных деталей, таких как оптические кронштейны, корпуса и элементы рассеивания тепла, но благодаря характеристикам керамических материалов она демонстрирует некоторые уникальные преимущества при прямом производстве оптических основных компонентов.
Керамические материалы, такие как оксид циркония, оксид алюминия или карбид кремния, широко используются в производстве оптического оборудования благодаря их превосходной износостойкости, коррозионной стойкости и высокой твердости. Выбирая специальные керамические порошки, такие как оксид магния или нитрид алюминия с превосходным светопропусканием, технология CIM может удовлетворить требования оптического оборудования к легкости, высокой прочности и высокой химической стойкости.
Полупроводниковая промышленность
Технология керамической порошковой металлургии (CIM) имеет уникальные преимущества в области полупроводников, особенно для производства небольших структурных деталей сложной формы, таких как кронштейны, крепления и корпуса. Эти детали обычно требуют высокой прочности, высокой твердости и превосходной коррозионной стойкости, в то время как керамические материалы, такие как оксид алюминия и нитрид кремния, могут обеспечить превосходную стойкость к высоким температурам и химическую стабильность. В то же время электроизоляционные свойства керамики делают ее идеальным выбором для изолирующих деталей (таких как защитные рукава и основания проводов), отвечая строгим требованиям полупроводникового оборудования к эксплуатационным характеристикам материалов.
Полупроводниковая промышленность предъявляет чрезвычайно строгие требования к шероховатости поверхности деталей (обычно Ra 0,1~0,2 мкм) для предотвращения загрязнения частицами. Технология CIM позволяет достичь высокой точности размеров за счет прецизионного формования и спекания, но требует последующей полировки или обработки поверхности для достижения сверхнизкой шероховатости. Хотя некоторые затраты могут быть увеличены, CIM по-прежнему экономически эффективен при массовом производстве стандартизированных деталей и является идеальным решением для удовлетворения высоких требований к производительности и надежности полупроводникового оборудования.
3C Электронная промышленность
Процесс CIM очень подходит для производства небольших, сложных и высокоточных деталей в электронной промышленности 3C. Он имеет значительные преимущества в массовом производстве, легком весе и эстетике поверхности и широко используется в таких продуктах 3C, как смартфоны, умные носимые устройства и ноутбуки. Слоты для карт, кнопки, кронштейны и другие компоненты.
Однако детали с особыми требованиями к эксплуатационным характеристикам (например, высокая проводимость или экстремальный блеск) могут потребовать комбинирования с другими процессами.
Автомобильная промышленность
Хотя обработка на станках с ЧПУ и литье под давлением по-прежнему доминируют в автомобильной промышленности, процессы литья керамики под давлением (CIM) часто имеют преимущества для многих небольших и сложных деталей. Например, такие критические компоненты, как направляющие клапанов, уплотнения, изоляторы, корпуса датчиков и компоненты тормозной системы, больше подходят для производства с помощью процессов CIM, поскольку позволяют добиться легкости, сложной геометрии и отличных термических и механических свойств.
Высокая эффективность и стабильность качества процесса CIM в массовом производстве позволяют ему соответствовать строгим требованиям автомобильной промышленности к высокой точности, высокой прочности и износостойкости. Благодаря своей гибкости в работе с передовыми керамическими материалами и индивидуальными формулами CIM предоставляет производителям большую свободу проектирования, помогая инновационным компонентам быстро проходить процесс утверждения производственных деталей (PPAP) и ускорять разработку и запуск новых моделей автомобилей.
Semiconductor
Advanced ceramics are essential in semiconductor manufacturing, because of their ultra-high purity, superior plasma resistance, and robust dielectric properties. These features safeguard sensitive wafers from contamination and endure the corrosive, high-energy conditions within plasma etching chambers. CIM technology ensures the precise fabrication of the complex, high-purity components needed for all front-end processing.
- Wafer Chucks and Holders
- Process Gas Injectors and Nozzles
- End Effectors and Robot Arms
- Insulators for High-Voltage Applications
Electronics
Technical ceramic products have now become proven components, along with electronic technology components, in the construction and control of complex plants, machinery, and equipment. Advanced materials offer a wide range of electrical conductivity and good magnetic properties, and they can often achieve smaller dimensions compared to metallic materials.
- Heat Sinks
- Microelectronic Component Packages
- Sensors
Why Choose XY-Global for Ceramic Injection Molding?
Ultra-Precision Tolerances: Flatness is controlled down to 0.002 mm, with surface roughness reaching Ra 0.2μm. Internal bore roughness is achieved as fine as Ra 0.02μm, and hole tolerances are maintained within 0.005 mm.
Versatile Material Options: Choose from a broad range of ceramic materials to suit specific application needs for custom-made ceramic products.
Maximized Cost Efficiency: Enable large-scale manufacturing to significantly reduce your production time and overall unit cost.
15+ Years of Expertise: Bring deep knowledge and proven success in delivering complex, high-performance ceramics.
Dedicated Customer Service: Provide attentive, personalized support from our expert team to address all your requirements promptly.
Certified Quality & Advanced Equipment: Validated by ISO 9001 and ISO 13485 certifications and equipped with advanced metrology equipment like three-dimensional ZZS machines to ensure optimal user experience.
Have we sparked your interest? Partner with us today—share your project details, and let’s engineer the perfect solution for you.
Часто задаваемые вопросы о литье керамики под давлением
Что такое литье керамики под давлением (CIM)?
CIM — это производственный процесс, который сочетает в себе универсальность литья пластмасс под давлением с прочностью и производительностью керамических материалов. Он используется для производства небольших, сложных, высокоточных керамических деталей в больших количествах.
Какие материалы используются в CIM?
- Оксид алюминия (Al₂O₃): Отличная твердость и износостойкость.
- Цирконий (ZrO₂): Высокая прочность, ударная вязкость и термическая стабильность.
- Нитрид кремния (Si₃N₄): исключительные механические свойства и устойчивость к высоким температурам.
- Нитрид алюминия (AlN): превосходная теплопроводность и электроизоляция.
В каких отраслях используются компоненты CIM?
- Медицина: хирургические инструменты, имплантаты и стоматологические компоненты.
- Полупроводники: изоляторы, арматура и прецизионные корпуса.
- Оптика: линзы, прецизионные кронштейны и корпуса для оптических систем.
- Автомобилестроение: датчики, топливные форсунки и износостойкие компоненты.
- Бытовая электроника: детали носимых устройств, оптические компоненты и корпуса.
Каких допусков можно достичь с помощью CIM?
TOL ±1мкм, Ra≤0,01
How Do Ceramic Parts Manufacturers Ensure Precision and Reliability?
Ceramic parts manufacturers ensure precision and reliability through advanced machining processes like CNC grinding, ultrasonic machining, and hot isostatic pressing. They also carry out dimensional inspection, surface finishing, and 3D measurement to maintain strict quality standards.
Как начать использовать CIM в своем проекте?
Работайте с производителями CIM для оценки осуществимости, выбора материалов и инструментов проектирования. Фаза прототипа проверяет дизайн перед переходом к массовому производству.