金属粉末注射成型能够高效生产复杂形状、高精度的金属零件，其设计规则直接决定了产品的可制造性、成本控制及性能表现。以下从材料选择、结构设计、模具开发、工艺参数优化等方面系统阐述MIM的设计要点，并结合行业实践提出解决方案。

一、材料选择与粉末特性

金属粉末注射成型工艺对金属粉末的要求严格，粉末的粒径、形貌和流动性是关键指标。通常选用粒径在5-20μm范围内的球形粉末，例如316L不锈钢粉末的D50需控制在8-12μm。球形颗粒能提高填充密度，减少粘结剂用量，同时改善脱脂阶段的孔隙均匀性。对于高精度要求的电子零件，可选用气雾化法制备的粉末，其氧含量低于0.1%；而水雾化粉末成本更低，适合对力学性能要求不严苛的民用产品。

二、结构设计规范

1、壁厚控制：均匀壁厚是避免烧结变形的原则，推荐壁厚范围为1-5mm，厚薄过渡需采用渐变设计。

2、脱模斜度：通常需设计0.5°-2°的脱模斜度，对于深腔结构（深度＞10mm），斜度需增至3°以上。

3、特征细节

①最小孔径建议≥0.1mm（孔径深度比1:2以内）

②螺纹建议采用M1.2以上规格，避免直接成型内螺纹

③尖角需倒圆（R≥0.1mm）以降低应力集中

三、模具设计关键技术

模具的流道系统直接影响填充质量，主流采用H型或辐射型布局，浇口厚度应为零件[敏感词]壁厚的50%-70%。对于长条形零件，应采用多点进胶避免熔接痕出现在受力区域。模温控制精度需保持在±1℃范围内，通常采用油温机与随形冷却水道结合。

四、工艺参数优化

1、注射阶段：熔体温度一般比粘结剂熔点高30-50℃，注射压力80-120MPa。采用分级注射策略（高速填充型腔80%后转为低压保压）可减少飞边并提高尺寸稳定性。

2、脱脂工艺：溶剂脱脂（如三氯乙烯）适合简单零件，时间4-8小时；催化脱脂（硝酸蒸汽）效率更高但设备成本高。

3、烧结控制：需准确控制升温速率（1-5℃/min）和保温时间，316L不锈钢的典型烧结曲线为：1380℃×2h，氢气氛露点＜-40℃。

随着3D打印砂模技术的发展，金属粉末注射成型开始与铸造工艺结合。随着人工智能在工艺参数优化中的应用，MIM将向更高精度、更复杂结构的方向突破，在消费电子、汽车零部件等领域展现更大潜力。