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深圳市御嘉鑫科技股份有限公司工藝介紹
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MIM與CNC工藝的特點，該如何選擇？
發布日期：[2025/6/20]
核心差異概述
- ?MIM (金屬注射成型):? 是一種?粉末冶金?工藝，結合了塑料注射成型和粉末冶金燒結技術。它將細小的金屬粉末與塑料粘結劑混合成“喂料”，注射成型獲得生坯，然后脫脂去除粘結劑，最后高溫燒結致密化獲得最終金屬零件。本質上是?近凈成形?工藝。
- ?CNC (計算機數控加工):? 是一種?減材制造?工藝。它使用計算機控制的機床（銑床、車床、鉆床等）和切削刀具，從實心的金屬坯料（棒料、板料、鍛件、鑄件等）上逐步去除材料，直到獲得所需的幾何形狀。本質是?去除材料?。
關鍵維度對比
- ?成本 (Cost)?
- ?MIM:?
- ?模具成本高：? 制造金屬模具（通常是硬質合金）需要大量前期投資。
- ?單件成本低：? 在大批量生產時（通常數萬件以上），分攤后的模具成本很低，材料利用率極高（接近100%），人工干預少，自動化程度高，因此?單件成本非常具有競爭力?。
- ?CNC:?
- ?模具成本低/無：? 通常不需要昂貴的專用模具（除可能的夾具外），編程后即可加工。
- ?單件成本高：? 材料浪費多（產生切屑），加工時間長（尤其復雜件），需要熟練操作員/程序員，刀具磨損成本高。?單件成本隨復雜度和時間增加而顯著上升。?
- ?結論：? ?MIM在大批量生產小型復雜件時成本優勢巨大。CNC在小批量、原型或簡單件上成本更低。?
- ?材料 (Materials)?
- ?MIM:? 材料選擇相對?受限?。主要限于可制成細粉且適合燒結工藝的合金：各種不銹鋼（316L, 17-4PH, 304L等）、低合金鋼、工具鋼、鈷鉻合金、鈦合金、鎢合金、銅合金等。?無法加工純銅、純鋁、鎂合金等?常見CNC材料。材料性能接近鍛造，但可能略有各向異性。
- ?CNC:? 材料選擇?極其廣泛?。幾乎可以加工所有可切削的金屬材料：鋁及鋁合金（廣泛應用）、鋼（各種牌號）、不銹鋼、黃銅、青銅、鈦合金、鎂合金、鎳基合金、高溫合金等。
- ?結論：? ?CNC在材料選擇靈活性上遠超MIM。?
- ?幾何復雜度與設計自由度 (Geometric Complexity & Design Freedom)?
- ?MIM:? ?極其擅長制造高度復雜、三維立體的形狀?（類似塑料件）。可以輕松實現薄壁特征、細小孔、精細網格、復雜曲面、內外螺紋（可成型）、內部空腔、倒扣、多臺階、精細表面紋理等。?設計自由度非常高?。
- ?CNC:? 復雜程度受限于刀具可達性和加工策略。制造深腔、復雜的內部特征、真正的薄壁、精細網格或某些倒扣結構?非常困難甚至不可能?，通常需要多次裝夾或拆分零件組裝，增加成本和復雜度。設計自由度受加工可行性限制較大。
- ?結論：? ?MIM在制造小型、極致復雜的幾何形狀方面具有壓倒性優勢。?
- ?公差與表面光潔度 (Tolerance & Surface Finish)?
- ?MIM:?
- ?公差：? 燒結收縮（各向同性）和變形會導致公差相對?較寬?。典型的燒結后公差在±0.3%-0.5%尺寸范圍（例如10mm尺寸公差約±0.05mm）。重要尺寸通常需要?二次加工（CNC）? 來達到精密公差（±0.025mm或更嚴）。
- ?表面光潔度：? 燒結后的表面相對?粗糙?（類似鑄件），Ra值通常在1.6-6.3μm左右。可通過研磨、拋光、噴砂等后處理改善。
- ?CNC:?
- ?公差：? ?精度非常高?。現代CNC機床可以輕松穩定地實現±0.0125mm甚至更嚴格的公差（取決于機床、刀具、材料、工藝控制）。
- ?表面光潔度：? ?極佳?。通過精銑、車削、磨削等工序，可以直接獲得非常光滑的表面（Ra<0.8μm），甚至達到鏡面效果。
- ?結論：? ?CNC在原始公差精度和表面光潔度上顯著優于MIM燒結件。MIM要達到同等精度和表面質量通常需要額外的CNC后加工。?
- ?生產速度和交貨時間 (Production Speed & Lead Time)?
- ?MIM:?
- ?前期周期長：? 模具設計和制造耗時（數周至數月），工藝驗證（喂料開發、燒結曲線）也需要時間。
- ?大批量生產速度快：? 一旦模具和工藝穩定，注射成型周期短（幾秒到幾十秒一個零件），一個模具通常有多個型腔，燒結爐可大批量同時處理，?單位時間產出非常高?。
- ?CNC:?
- ?前期周期短：? 編程和準備相對較快（幾小時到幾天）。
- ?單件生產時間長：? 加工時間取決于零件復雜度、材料硬度和所需精度，通常需要數分鐘到數小時甚至更長才能完成一件。硬件資源（機床、人力）限制了總吞吐量。
- ?結論：? ?MIM在大批量訂單的生產速度上有巨大優勢（長周期后）。CNC在原型和小批量生產上響應更快。?
- ?批量適應性 (Lot Size Suitability)?
- ?MIM:? ?極其適合大批量生產?（通常>10,000件）。前期成本高昂，需要大批量攤銷。
- ?CNC:? ?非常適合小批量、多品種、原型制造以及單件生產?。切換產品相對容易（更換程序和夾具）。
- ?結論：? ?批量大小是選擇工藝的關鍵決定因素之一。? MIM是大批量專用，CNC是小批量萬金油。
- ?設計變更靈活性 (Design Change Flexibility)?
- ?MIM:? ?設計變更成本高昂且耗時長?。通常需要修改甚至重做昂貴的模具。
- ?CNC:? ?靈活性很高?。設計變更只需修改加工程序和可能的夾具，成本和時間相對較低。
- ?結論：? ?在產品開發或設計不穩定階段，CNC更靈活。?
- ?環境影響 (Environmental Impact)?
- ?MIM:? 材料利用率極高（>95%），廢料少（主要是澆口流道，可回收）。但粉末處理、粘結劑脫除（溶劑或焚燒）和高溫燒結過程可能涉及化學品和較高能耗。
- ?CNC:? 會產生大量金屬切屑（廢料），材料利用率較低（尤其復雜件），但切屑通常可100%回收。冷卻液和潤滑油處理也是環保考量點。能耗取決于加工時間。
- ?結論：? ?MIM材料浪費少，但工藝能耗和化學處理是挑戰；CNC材料浪費多，但廢料易回收，主要環境因素是能耗和冷卻液處理。?
總結與選擇指南
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特征 |
MIM (金屬注射成型) |
CNC (計算機數控加工) |
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?工藝本質? |
粉末冶金 (近凈成形) |
減材制造 |
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?成本驅動? |
高模具成本，低單件成本 (超大數量) |
低/無模具成本，高單件成本 |
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?最佳批量? |
?非常大 (>10,000件)? |
?小到中批量 (<1000件)? |
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?幾何復雜度? |
??????????? (極高)? - 薄壁、內腔、復雜立體 |
???? (中等) - 受刀具可達性限制 |
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?材料多樣性? |
???? (受限) - 主要為可燒結合金 |
??????????? (極廣)? - 幾乎所有可切削金屬 |
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?原始公差? |
???? (一般) - 通常需二次加工 |
??????????? (極高)? |
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?原始表面? |
???? (較粗糙) - 需后處理改善 |
??????????? (極佳)? |
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?生產速度? |
??????????? (大批量時極高)? |
?????? (單件慢，小批量快) |
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?前期時間? |
???? (長 - 模具，工藝驗證) |
????????? (短 - 編程)? |
|
?設計變更? |
?? (困難/昂貴 - 改模) |
??????????? (容易 - 改程序)? |
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?典型應用? |
小型精密復雜件：醫療器械零件（骨釘、手術器械）、槍械零件、齒輪、鎖具零件、電子連接器外殼、手表零件、電動工具零件、汽車噴油嘴零件、手機卡托、光纖連接器等 |
從簡單到復雜，需要高精度/光潔度件：原型、工裝夾具、航空航天零件、精密儀器零件、傳動部件、外殼、閥體、模具鑲件、小批量定制件等 |
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?核心優勢? |
?大批量、極端復雜小型金屬零件的高效、低成本制造? |
?小批量、高精度、高光潔度、多材料、設計靈活、快速響應原型制造? |
如何選擇？
- ?看批量：? 大批量選MIM，小批量選CNC。這是最關鍵的篩選條件。
- ?看復雜度：? 極其復雜的幾何形狀（尤其是內部特征、薄壁），MIM優勢巨大；相對簡單的形狀CNC更直接。
- ?看精度/表面：? 要求超高原始精度和光潔度，選CNC。MIM能達到，但通常需要額外CNC精加工，增加成本。
- ?看材料：? 材料不可燒結（如純鋁、純銅、鎂合金等），只能選CNC。
- ?看成本：? 核算總成本（含模具、加工、材料浪費、后處理等），在目標批量下進行比較。
- ?看時間：? 需要快速交付原型或小批量，CNC更快。大批量訂單不在乎前期模具時間，MIM投產后效率更高。
- ?看設計狀態：? 設計尚未定型或可能變更，選CNC更靈活。
?實踐中，兩者常結合使用：? MIM制造主體復雜形狀，然后由CNC精加工關鍵特征和高精度尺寸孔位，實現成本、復雜度和精度的最佳平衡。