液态金属可以像塑料一样通过注塑一次成型，这种新型材料和工艺正在改变制造业，液态金属合金真能解决制造业的诸多难题？看看液态金属和其他类似的材料与工艺有什么不同？然后探索一种新的方法来生产更小，更复杂的产品。

设计者们在设计一个新的产品时，他们不仅要考虑结构特征和材料性能特征能否满足他们所设计产品的功能和性能。与此同时，还必须考虑这个产品的制造可行性。

目前的加工方法

CNC

在尺寸精度要求高的时候，一般会采用CNC加工。然而CNC的高精度伴随而来的是它的高成本，特别是产品形状复杂的情况下。

使用熔模铸造、压铸和MIM等精密制造工艺，虽然可以制作复杂的产品，但是每种工艺对设计者来说都有一定的限制。

熔模铸造

比如说熔模铸造，尺寸精度可以达到较高水平（在±0.5%范围内）。然而，这种工艺的表面粗糙度较差，而且难以实现小而复杂的产品。通常，铸造后需通过二次加工的方法实现细小的结构特征，使其达到公差和表面要求。这就会造成最终产品成本会增加，而且铸造不能实现内孔。

压铸

压铸可以实现形状复杂的产品，但是这种工艺只适用于小部分的金属，而且这些金属在物理性能上比大部分的不锈钢和低合金钢都要差，而且压铸件上一般都存在披锋。因此，压铸件必须进行二次加工。压铸的尺寸精度高于精密铸造，但是也不能达到机加工工艺水平。对于多数产品，二次加工也是必须的。

MIM

MIM的尺寸精度高于精密铸造，但是也不能与机加工相提并论。此外，MIM的尺寸变化会随着产品的尺寸的增加而增加，这主要是因为生产MIM产品需要多个工艺步骤。注射成型前金属粉末与粘结剂进行混料；脱脂去除多余的粘结剂，再通过烧结使金属致密化，完成最终需要的产品形状，这些是MIM尺寸变化的主要原因。成型后的产品在烧结过程会产生非常大的缩水率，或者产品尺寸在烧结过程不可避免的还会受到重力和表面张力的影响，这对尺寸控制和保持产品形状是非常有挑战的。为了保证产品的一致性，大部分的MIM产品都需要二次加工达到最终的尺寸要求和产品特征要求。

金属件的加工工艺有很多，远远超过这三种加工方法。包括螺纹车削加工，冲压，精冲，冷锻，滚轧成型，粉末压制成型，锻造，喷射成型以及很多其他的工艺。

为什么选择液态金属成型工艺？

液态金属加工工艺是使用一种特殊的金属合金，它具有非常优越的性能，采用的是类似于注塑成型工艺。这就为金属零件制造和以上加工工艺不能实现的部件提供了一种新的可能性。液态金属的基本性能如下，如果你需要以下三种或以上，液态金属将是一个不错的选择：

·优异的尺寸精度和可重复性

·良好的抗腐蚀性

·表面光洁度高

·高强度

·高弹性极限

·高硬度，耐划伤，耐磨

·无磁性

·可以用模具成型复杂结构

不同金属成型工艺和液态金属工艺对比

精度

液态金属工艺，最终成型的产品在尺寸精度和可重复性上是可以和机加工工艺相媲美，没有附加的成本和废弃材料。LM的液态金属合金模具成型工艺，其缩水率非常小，仅有0.4%；

在最近的研究中，使用一个中空的五边形箱体产品评估其尺寸的重复性，可以在之前的图片中发现，A-B的尺寸测量数据为45.63，C-D的尺寸测量数据为28.70；

使用坐标测量设备检测23pcs样品作为评估其产品重复性的标准，在下面图示中，点状线表示这两个测量尺寸的可重复性，实体线表示这个产品的六个标准偏差。

具有优越的尺寸精度对于金属件设计者来说有很多优势，包括：较大的设计灵活性，在装配件中更容易配合，更精确的零件性能，改善产品整体性能，可以采用植入镶件的方式与其他材料进行结合，减少在装配过程中的累计公差。

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抗腐蚀性

独特的LM液态金属合金对比其他材料，如不锈钢这种通常被认为可以广泛应用于腐蚀环境中的材料，具有惊人的抗腐蚀性。和不锈钢一起在盐酸和硫酸中进行测试时，LM都要优于。

液态金属合金的这种优越的抗腐蚀性在工业应用中更加有利。潜在应用包括：汽车装饰件和在苛刻条件下应用的产品：防护产品、牙科领域产品、工业设备、食品加工设备组件、航海领域产品、医疗设备、户外运动设备组件等等。

下表展示的是生物相容性测试，液态金属合金尤其适用于医疗设备领域。

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表面处理

液态金属材料可以将粗糙度做到0.05Raμm以下，这是相当优异的性能。对其他任何工艺来说，如果不做例如超精加工、研磨或抛光等二次加工，都如法达到这种效果。

在一些应用领域，反光性能是非常重要的，液态金属合金的产品表面光洁度可以达到高光反射效果。

不仅如此，液态金属合金还可以进行抛光，其独特的抛光效果取决于它的非晶组织。液态金属合金没有其他金属一样的晶体结构，同样材料内部也没有类似晶界的组织，不会影响产品的反射性能。

使用液态金属合金，表面光洁度的要求不需要牺牲其他的性能。例如，不需要放弃尺寸精度和抗腐蚀性以满足表面光洁度。液态金属合金通过注射成型可以同时满足所有的要求。

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弹性，强度和硬度

如下图所示，LM与其他不同工艺的材料进行对比，其性能均优于其他合金。

使用液态金属合金，你现在可以同时具有类似于热处理后的不锈钢的强度，不锈钢的抗腐蚀性，0.05Raμm的表面光洁度以及低于不锈钢或合金钢20%重量的综合性能，不需要放弃任何特性。

LM材料的另一个独特优势是具有高弹性（弹性形变1.8%）。这个特性可以应用于其他金属不能满足的特定领域，包括：

·要求在压力下弯曲，且不能屈服变形的医疗设备；

·可以反复弯曲，且不能出现塑性变形或者硬化的压力传感器；

·每当压缩到固定尺寸都能达到一个特定的力的精密弹簧。

这些领域都可以通过液态金属实现，在出现其他材料无法解决的问题时，这种新型材料可以给我们一个新的方案或者解决办法。

而且，LM成型后的硬度（洛氏硬度53）是可以和后加工与热处理后的不锈钢相媲美的。但是对于液态金属合金，他的硬度是均匀的，而不仅仅是在表面。因此在耐磨或者抗划痕的应用领域，液态金属会更加合适。

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磁性

液态金属合金被分类为无磁性材料，表现为顺磁性。根据下面的展示，从最低的磁力标记上来看，他们仅受到非常微弱的吸引力。

液态金属合金不能加磁，与其他磁性物体接触也不会保留任何磁性。电磁开关的外壳，核磁共振设备的组件，或者高射频功率的应用领域，使用液态金属的这个特性会更合适。

结论

因液态金属具备这些优异特性上，液态金属具有非常广阔的应用空间。同时，也因为液态金属材料这些优异的性能，产品结构不需要设计的那么复杂。随着不断发展的液态金属成型技术，其应用领域具有无限可能性。

液态金属不仅具有优异的性能，同时可以采用注塑成型的方式成型，为设计者提供了一种全新的选择，可以实现以前不可用、不可能的设计要求，或者替代以前造价高昂的金属产品。

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