All Sobre Metal Injection Molding (MIM)

El moldeo por inyección de metal (MIM) es un proceso de metalurgia que implica la conversión de polvos metálicos en piezas metálicas especializadas de formas intrincadas.

Mientras que el hierro, los aceros de baja aleación y el acero inoxidable son los metales más utilizados para formar piezas MIM, muchas aleaciones también utilizan aluminio, titanio, cobalto, cromo, cobre, magnesio, níquel, carburos y metales preciosos. .

El proceso, que se desarrolló y comercializó en las décadas de 1970 y 1980, es similar al moldeo por inyección de plástico y a la fundición a presión de alta presión.

Ahora es un segmento de rápido crecimiento del mercado de metales utilizado para producir una amplia gama de piezas utilizadas en aplicaciones industriales, comerciales, médicas, aeroespaciales y automotrices.

Las mayores ventajas de usar MIM se ven en piezas relativamente pequeñas y complejas que de otra manera requerirían un costoso acabado o ensamblaje de la máquina. Como tal, el desarrollo de la tecnología MIM se acredita con la posibilidad de permitir que piezas de metal complejas se produzcan de forma rentable en grandes volúmenes.

En 2012, el mercado de MIM fue estimado por BCC Research en alrededor de US $ 1. 5 mil millones.

Proceso de fabricación

Paso 1. Mezcla y granulación de materia prima
El primer paso en la fabricación de piezas MIM es crear una materia prima. Esto implica combinar un polvo de metal o una aleación de polvos que poseen características específicas requeridas con un polímero termoplástico y parafina que, juntos, actúan como un material de unión.

La mayoría de los polvos metálicos utilizados en MIM tienen un tamaño de partícula promedio de menos de 20 micrones.

El proceso de mezcla se lleva a cabo a altas temperaturas para garantizar un recubrimiento uniforme del polvo. Esto es crítico para garantizar que las características de flujo sean adecuadas para el proceso de moldeo por inyección.

El material aglutinante comprende aproximadamente el 40 por ciento de la mezcla total en volumen.

Después de enfriar, el producto resultante es una mezcla granulada de polvo metálico y aglutinante que se puede alimentar a la máquina de moldeo por inyección.

Paso 2. Moldeado
Los gránulos de materia prima se introducen en el cilindro de una máquina de moldeo en donde se calientan para crear una consistencia pastosa.

La pasta se puede forzar a través de las puertas en un molde de cavidad prediseñado.

Una vez que se completa este proceso, el molde se deja enfriar antes de eliminar la parte completamente formada.

En esta etapa, la parte aún frágil y porosa se conoce como "verde".

Las características de diseño, como agujeros o rebajes, que no pudieron incluirse durante el proceso de moldeo ahora se pueden agregar mediante el mecanizado.

Paso 3. Remoción de Binder
La parte verde todavía contiene el material de unión de polímero incluido en la materia prima, lo que lo hace un 20% más grande que el diseño del producto final.

La eliminación del aglutinante primario se puede hacer químicamente (eliminación del óxido catalítico) o térmicamente. El método utilizado depende de las características físicas y químicas del material que se utiliza.

El proceso de desbarbado dejará algo de contenido de polímero dentro de la parte MIM, pero solo lo suficiente para mantener intacto el tamaño y la forma de la pieza.

Una vez que se ha eliminado el material de encuadernación, la parte se denomina "marrón".

Parte 4. Sinterización
Colocada en un set de cerámica, la parte marrón se coloca en un horno discontinuo o continuo donde la temperatura y la atmósfera se pueden controlar estrechamente.

Se calienta a aproximadamente el 85 por ciento de la temperatura de fusión del material, que quema el material de unión del polímero secundario restante.

A altas temperaturas, las partículas de metal también comienzan a fusionarse, eliminando debilidades y fallas en la pieza. Esto da como resultado que la pieza se contraiga físicamente para formar una pieza compacta, sólida y densa que cumplirá los requisitos de tamaño del diseño original.

Si es necesario, el procesamiento posterior a la sinterización, incluido el enchapado, la pasivación, el recocido, la cementación, la nitruración o el endurecimiento por precipitación, se puede realizar para cumplir con las tolerancias más estrictas y mejorar las propiedades.

Aplicaciones

Algunas aplicaciones específicas de piezas producidas por MIM incluyen:

• Bloques de alojamiento
• Boquillas de aire comprimido
• Componentes de rifle y revólver, incluidos cuerpos de mango y yugos
• Barras de bloqueo, pasadores y cremalleras
• Soportes de ortodoncia
• Piezas para herramientas quirúrgicas, incluidos pasadores y dispositivos de sutura
• Piezas de esposas
• Bisagras y controles deslizantes para teléfonos móviles
• Conectores eléctricos
• Envolturas para relojes
• Engranajes y cierres

Fuentes

Moldeo por inyección de metal y cerámica. Publicado en enero de 2014.
URL: www. bccresearch. com
La Asociación de Moldeo por Inyección de Metal.
URL: www. MIMAweb. org
Powder Injection Molding International (PIM International). Binder y Binder Removal Techniques.
URL: www. pim-internacional. com
Pan Taiwan Enterprise Co. (Imagen)
URL: // oem. pantaiwan. com. tw / en