MIM風雲 (4)點匠錄：脫脂與燒結
前言
再來這篇，就提到了粉末製程的最後關鍵，當產品生坯 完成了幾何造型確定，便要進行固體化的步驟，必須確 實脫除製程輔助的粘結劑以避免爆裂和殘留碳的脫脂 程序，以及高溫方式燒結脫脂後的低密度棕坯(Brown part)轉化成高密度的銀坯(Silver part or sintered part) 。過去，在傳統粉末冶金和最新的3D打印倚激光燒結 的方式都是採用一步式(One step)的作法，這樣的方式 顯然效率式不高的，一旦出現異常，整個製程白費力氣， 大 量的不良品造成公司損失是很可觀的。因此，把脫脂 (第一步催化或是萃取脫脂)和燒結(第二步熱脫脂+燒 結)分開成為二步法，已經成為現今PIM技術的主流， 甚至更新的作法是拆開成為脫脂、預燒結、燒結的三步法。
在Dr. Q個人的觀點來看，最早開始由美歐領導的MIM 技術是以連續燒結爐和常壓氫氣保護為主，其中德國製 造的克萊默連續脫脂燒結爐是業界的霸主，到目前為止 都是；日本在1990年代由島津的真空脫脂燒結爐則在
批次爐(或稱為間歇爐)稱霸，使用負壓氣氛(低於1 大氣壓以下的真空環境)加上石墨爐膛的設計，大大 的減少使用氫氣的用量以及危險性，同時分壓燒結也 能大大節省了電費和氣體的消耗；到了今天，大陸地 區的爐俱生產製造商已經符合甚至超越了國際標準， 以下是Dr.Q要表揚的幾項事情：
自動化的設計促使粉末成形的熱製程趨向簡單方便， 更重要的是安全，傳統爐具設計有非常多的程序和手 段要執行，同時監控系統的不發達，守夜顧爐是一種 常態，因為疏忽或是遺漏，意外的發生讓粉末製程成 為不受歡迎的製造方式，這些都在供貨商的努力，加 上使用經驗比國外企業更長期，更在終端客戶訂單催 趕的原因下，自動化熱製程設備越趨成熟。
連續燒結爐的效率是必須依靠不間斷的訂單來維持， 待機、意外停爐，由於爐體冷卻或是加熱必須限制在 每日不能超過250℃的限制，在亞洲地區除了蘋果供
生坯整理與擺排
在注射之後得到生坯到脫脂和燒結之前，須要有幾個 步驟，包含：生坯整理(去進膠口、去毛刺)、承燒板 的選型(Setter，主要是以氧化鋁、氧化鋯兩種板來製 作)，以及坯體的擺排。首先是切進膠口和除毛刺， 手工修整是必要的程序，包含手工、激光除毛刺、冷 凍除毛刺機、噴玻璃砂等，由於方法很多，但是給予 良心的建議是把模具開好並且妥善維護，要以工匠精 神維護精密的注射成形，這是很重要的觀念，模具是 要時常整理和保養，而整理的時機就是觀察注射生坯 的尺寸、重量與外觀，產品的好壞會告訴你什麼時候 要保養模具的。
目前為止，國內的生坯擺排仍舊以手工方式，由於 MIM零件生命週期很短，交貨期很急趕，無法及時開 發專用的自動化裝置，因此擺排部分仍屬於空白，請 各位設備廠商加點力氣開法。承燒板通常要一起進入催化脫脂、預燒結和燒結，必 須要在每次檢查其外觀變化，如果發現翹曲的燒結板 必須淘汰，否則在變形的承燒板會使生坯件不平穩， 在製程中傾倒就會使產品報廢，嚴重的甚至碰觸石墨 箱或是石墨板造成共晶融化，報廢的舊不光是產品， 連帶的也造成設備的損傷。
燒結用的石墨承板也需要經常清理，同時不要選用便 宜的石墨板，經常耳聞局部燒結件融化，原因是在燒 結件上方的石墨板粉化掉落，碳與鐵產生共晶融化， 成為一攤鐵水，後果很難以收拾，必須磨掉融化的鐵 碳塊，甚至更換時石墨承板與石墨箱體、絕熱石墨毯 等，請讀著們如果是MIM業者，必須非常的注意。
脫脂
深圳匯騰超聲科技有限公司：最早投入BASF喂料硝 酸催化脫脂的設備廠商。
深圳星特爍科技有限公司：國內首家全自動硝酸催化 脫脂進行產物投保的設備製造商，徹底解決了硝酸催 化脫脂不安全的問題。 在2017年更進一步的開發出世界首部氣體草酸催化 脫脂爐，成為全球獨步的領先技術，不但解決了安全 性和環保性的問題，更為推動MIM技術革新而作出 巨大貢獻，往後的3D打印增材製造技術也勢必採用 這樣的裝備。 寧波斯百睿自控設備有限公司：對於斯百睿的匠心在 於催化脫脂坯的用心，2015年在偶然的機會發現這個 基理，利用催化脫脂後的沖洗高溫，把脆弱的通知後 棕坯給”燒結”成為強壯的棕坯，可以進行手拿取並 轉移搬運，Dr. Q給予特別的感謝，這不但解決了傳 統製程上的暗裂問題(由於棕坯過於脆弱，轉移中或 是燒結時的震動引起裂痕而造成報廢)，更提升的整 過MIM業界的技術革新。在2017年，更新的自動檢 視脫脂失重系統的完成，一部更自動化的催化脫脂裝備-自動停止可根據設定的脫脂率而執行，省能省時， 更是業界的首創。能夠觀察細微、及時提出創新改善， 這是大陸地區典型年輕的MIM設備供貨商的優秀表 現，我們給予高定的肯定。
其他設備製造商尚有：台灣詠升/深圳科廣達/ 山東 米納斯冶金科技。
預燒結與燒結
深圳星特爍科技有限公司：不光脫脂爐，星特爍科技 也投入連續燒結爐和批次燒結爐的挑戰，除了量產勘 與克萊默連續燒結爐匹敵的同型裝備之外，也逐漸完 整後段熱處理設備包含批次燒結爐和熱處理爐，我們 正期待星特爍的新品。 寧波恆普真空技術有限公司：恆普真空為中國MIM 真空燒結爐開創了一個新紀元，更正確來說是打開全 球MIM主力戰場落地於中國，我們都知道中國是全 球的工廠，尤其是幫助全球3C產品起飛的關鍵位置， 是知名手機品牌的決勝地點，能夠縮短開發時間並配 合爬升產能、及時供貨，MIM零件就因此而成為手機 金屬零部件的主力供應技術。
自2012年開始，恆普真空以龍捲風的速度席捲整個 亞洲MIM產業，連日本產業研究社都前來報導這個 起源於日本的MIM設備卻被中國企業擊敗，並佔有 75%以上的絕對市佔率，連日本和台灣同業都不得不 改變經營模式與設計，一起在大中華地區競爭。
蘇州宏倫科技有限公司：有著台灣企業加持的宏倫科 技是真空批次燒結爐的後起之秀，在設備廠商林立的 真空批次爐業界，什麼樣的技術才能稱為匠心？優勢 是什麼？宏倫科技用了下面幾點：
(1). 精準的溫度控制與導熱材料，使得整爐燒結件能夠 於+/-5℃以內，達成滿爐燒結於10mm+/-0.03mm 以內的保證。 (2). 快速冷卻，比傳統真空燒結爐更大的冷卻風機和 冷水系統。 (3). 小尺寸實驗/量產燒結爐，以小公升數(100L)的 設計針對小型工廠和實驗室的需求，設計的小型燒結 爐可以在15小時以內完成燒結程序。如圖(1)所表示， 小型化的真空脫脂快冷燒結爐，也是未來3D打印和 增材製造的第二部設備之首選。
其他設備製造商尚有：台灣美揚科技/湖南旭博科技 /湖南頂立科技/湖南凌起電機/湖南久泰科技/深圳 美格科技/廈門至隆/北京華翔等等。
