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AMT | Umfassender Leitfaden zu den Anhängen des Pulverspritzgießens

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Date：2025-06-10 Views：1029

Inhaltsverzeichnis

Übliche Wärmebehandlungen für gesinterte PIM-Legierungen

Werkzeugkostenkalkulation

Bauteilkostenkalkulation

Qualitätsplan-Rahmenwerk

Weitere Informationsquellen

Übliche Wärmebehandlungen für gesinterte PIM-Legierungen

Dieser Anhang listet übliche Wärmebehandlungen auf, die an gesinterten PIM-Legierungen durchgeführt werden, um bestimmte Werkstoffeigenschaften zu verbessern:

Anlassen: Erweichen und Entfernen von Restspannungen durch Erwärmen über die Erholungs- und Rekristallisationstemperatur, gefolgt von langsamer Abkühlung.
Carbonitrieren: Hochtemperatur-Modifikation des Aufkohlens in Ammoniak-Atmosphäre; Kohlenstoff und Stickstoff diffundieren in die Oberfläche zur Härtung, meist mit Abschrecken.
Aufkohlen: Erwärmen des Bauteils mit Kohlenstoffquelle, um zusätzliches Kohlenstoff in oberflächennahen Poren einzubringen und das Bauteil zu härten.
Einsatzhärtung: Verwenden eines Pulver- oder Gas-Packs, um Kohlenstoff in die Außenfläche des Bauteils zu diffundieren und die Oberflächenhärte zu erhöhen.
Anlassen (Draw): Weiterer Begriff für Tempern; Senkung der Härte und Erhöhung der Zähigkeit nach dem Abschrecken.
Nitrocarburieren: Niedrigtemperatur-Salzbad- oder Gasbehandlung zur Nitrierung der Oberfläche bei gleichzeitiger Kohlenstofferhöhung.
Ausscheidungshärtung: Isothermes Halten auf einer Temperatur, bei der sich eine zweite Phase aus einer übersättigten Mischkristalllösung bildet, nach vorangegangener Lösungsglühen.
Abschrecken: Schnelle Abkühlung von Lösungs- oder Anlasstemperatur, um Zwischengitteratome und Legierungselemente im Werkstoff einzufrieren, meist mit anschließendem Tempern.
Sinternhärten: Kontrollierte Abkühlung ab der Sintertemperatur, um gewünschte Gefügeumwandlungen oder Ausscheidungsreaktionen zu erzeugen; spart Prozessschritte, da kein erneutes Aufheizen nötig ist.
Lösungsglühen: Erwärmen auf Einphasentemperatur, damit Legierungselemente in Mischkristalllösung gehen, ggf. mit Abschrecken.
Dampfbehandlung: Wärmebehandlung typischerweise über 500 °C in Wasserdampfatmosphäre, um eine haftfeste blau-schwarze Fe₃O₄-Oxidhaut auf Stählen zu erzeugen.
Spannungsarmglühen: Anlassbehandlung zur Entfernung von Bearbeitungs- oder Umformrestspannungen ohne wesentliche Gefügeänderung, mit kontrollierter Abkühlung, um neue Spannungen zu vermeiden.
Tempern: Wärmebehandlung nach dem Abschrecken, um die abgeschreckte Mikrostruktur teilweise umzuwandeln und die Zähigkeit auf Kosten der Härte zu verbessern.
Durchhärtung: Lösungsglühen und Abschrecken einer Legierung, um eine harte Phase im gesamten Bauteil zu bilden.

Werkzeugkostenkalkulation

Das „Design for Manufacturing and Assembly“-Modell der University of Rhode Island bietet einen Kalkulationsrahmen für Werkzeugkosten:

Annahmen:

Standard-Werkzeugrahmen
Modell basiert auf Werkzeugmacher-Zeit mit gleicher Gewichtung aller Aufgaben
Endkosten ergeben sich aus Gesamtzeit und Stundensatz
Kavitätenzahl wird aus Losgröße, Maschinenrate und Taktzeit bestimmt
Nacharbeit oder Design-Iterationen sind nicht enthalten

Werkzeugrahmen-Kosten:

CB = 2 (1000 + 0,45 Ad Dd)
CB – Kosten des gefertigten Werkzeugrahmens inkl. Kühlung und Auswerfer (Einheit: $)
Ad – Plattenfläche (Einheit: cm²)
Dd – kombinierte Dicke der Platten (Einheit: cm)

Zeit für Werkzeug-Bewegungen:

ts (Seitenschieber) = 65 h
ts (innenliegender Heber) = 130 h
ty (Entschraubvorrichtung) = 250 h

Zeit für Kavität und Kern:

tA = 5 + 2,5 Ap + 0,085 Ap²
tA – Bearbeitungszeit für die projizierte Fläche (Einheit: h)
Ap – projizierte Bauteilfläche senkrecht zur Werkzeug-Öffnungsrichtung (Einheit: cm²)

Kumulative Werkzeugkosten:

CT = CB + tj R
CT – kumulative Werkzeugkosten für Mehrkavitäten-Werkzeug (Einheit: $)
tj – Gesamtzeit zur Werkzeugherstellung (Einheit: h)
R – Stundensatz des Werkzeugmachers (Einheit: $/h)

Werkzeugpreis:

Cp = CT (1 + CA) / (1 – P)
Cp – Werkzeugpreis für den Kunden (Einheit: $)
CA – fixe Verwaltungskosten (dimensionslos)
P – angestrebter Gewinn pro Auftrag (dimensionslos)

Bauteilkostenkalkulation

Die Preiskalkulation für PIM-Bauteile ist stark von den Herstellkosten und dem Endverkaufspreis abhängig. Das typische Preis-Kosten-Verhältnis im PIM liegt bei 1,5 bis 1,6, was 30 bis 40 % Gemeinkosten pro Auftrag entspricht. Das Kostenmodell basiert auf einer direkten Zuordnung der Kosten auf ein Projekt, unter der Annahme, dass es genügend Projekte gibt, sodass nur der Anteil der Anlage, der für eine bestimmte Produktionscharge verwendet wird, auf die Kostenkalkulation angerechnet wird.

Kalkulation pro Stück:

PCi = CTi / U
PCi – Kosten pro Stück
CTi – Betriebskosten pro Zeiteinheit
U – durchschnittliche Stückzahl pro Stunde

Zusätzliche Kosten:

Gemeinkosten: Einkauf, Vertrieb, Marketing, Buchhaltung, Management und weitere Geschäftskosten
Einmalkosten: Vorrichtungen, Prüfmittel, Handhabungsvorrichtungen und andere kundenspezifische Produktionsmittel
Gewinn: Branchendurchschnittlich angestrebt sind 10 %

Qualitätsplan-Rahmenwerk

Ein umfassender Qualitätsplan für PIM-Hersteller umfasst folgende Bestandteile:

Organisatorische, Vertriebs- und Verwaltungssysteme: Unternehmensweite Bemühungen, Struktur und Gesamtprozess über eine organisatorische Qualitätspolitik zu steuern.
Kommunikations-, Informations- und Dokumentationssysteme: Kommunikationssysteme einschließlich Aufzeichnungen und Informationssysteme, um die Organisation über den Fortschritt zu informieren.
Kennzahlen: Quantitative Zielvorgaben und Fortschrittsberichte.
Personal: Schulung und Einarbeitung aller Mitarbeiter, Aufbau eines Schulungssystems.
Produkt- und Prozessentwicklung sowie Industrialisierung: Qualitätsstandards bereits in der Konzeptphase von Produkt und Prozess verankern.
Management der Lieferantenqualität: Lieferanten liefern konforme Materialien, Ausrüstung und Produkte mit definierten Qualitätsniveaus, einschließlich Aufzeichnungen eingehender Materialien.
Umgang mit Nichtkonformitäten: Erfassung von Problemen mit eingehenden Materialien und Kundenbeschwerden, Pflege von Aufzeichnungen und statistischen Profilen.
Wartungspläne: Präventive Wartung, um sicherzustellen, dass Ausrüstung und Prozesse den festgelegten Standards entsprechen.
Qualität der Messung: Einsatz von Prüf- und Messmitteln zur Sicherstellung der Konformität mit festgelegten Standards.
Steuerungssysteme für Produkte, Prozesse und Verfahren: Verbesserung von Verfahren, um das Qualitätssystem in der gesamten Organisation zu verankern.
Audits: Interne und externe Audits zur Sicherstellung, dass der Prozess den Standards entspricht.