Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño de procesos y procesamiento posterior a la sinterización) - Parte 1
Feb 21, 2023
Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño de procesos y procesamiento posterior a la sinterización) - Parte 1
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Diseño para la fabricación de piezas MIM
El diseño de las piezas MIM es similar al del moldeo por inyección de plástico.
Anteriormente, presentamos los criterios para seleccionar el proceso MIM. Debido a que no está limitado por el proceso tradicional de conformado de metales, los diseñadores de piezas pueden usar nuevas ideas para volver a imaginar nuevas piezas desde el principio, imaginar cómo el proceso de producción puede reducir el peso de los materiales, cómo combinar varias piezas en una pieza o cómo formar características funcionales y decorativas.
Para hacer que las piezas MIM (ya sea de nuevo diseño o reemplazando piezas producidas previamente por otros procesos) aprovechen al máximo las ventajas del proceso MIM y mejoren la capacidad de procesamiento en el proceso de diseño, se proponen y publican los siguientes criterios de diseño en polvo CNPIM.COM sitio web de moldeo por inyección.
En esta sección también se incluye información sobre el procesamiento posterior de la sinterización.
I Diseño tecnológico
La pieza MIM más simple se produce con una cavidad formada por la combinación plana de dos semimoldes. (Consulte la lectura: Estructura del molde MIM)
Entre ellos, el medio molde se compone del núcleo con espacio libre uniforme instalado en el otro medio molde, y el espacio libre uniforme se usa para formar piezas con espesor de pared uniforme.
La moldura del núcleo son las características estructurales internas de la pieza, mientras que la moldura de la cavidad son las características estructurales externas de la pieza.
Todas las características estructurales del diseño deben ser piezas moldeadas que puedan liberarse de la cavidad del molde y solidificarse desde el núcleo con el pasador eyector.
Cuando aumenta la complejidad de las piezas MIM, se pueden agregar a la forma el deslizador, el núcleo y otras herramientas comúnmente utilizadas en el moldeo por inyección de plástico.
Al aumentar las características estructurales de las piezas, aumenta la complejidad de las piezas. En este momento, los costos de operación de herramientas y equipos técnicos relacionados con las operaciones generales y posteriores de procesamiento o ensamblaje pueden eliminarse, de modo que las piezas MIM puedan obtener beneficios económicos.
En cada etapa del diseño, estos beneficios y costos deben sopesarse cuidadosamente entre sí.
Al diseñar piezas MIM, para obtener todos los beneficios de este proceso, se deben tener en cuenta los siguientes puntos clave: espesor de pared uniforme, sección de transición de espesor, orificio de extracción del núcleo, pendiente de desmoldeo, nervadura de refuerzo y placa de radios, chaflán y redondeo, rosca, agujero y ranura, socavado, sistema de vertido, línea de separación, elementos decorativos, soporte de sinterización, etc.
Lo siguiente se describirá por separado.
1.1 Espesor de pared uniforme
Si es posible, el grosor de la pared de toda la pieza MIM debe ser el mismo. Diferentes espesores causarán distorsión, tensión interna, agujeros, grietas y abolladuras. Además, conducirá a una contracción desigual y afectará la tolerancia y el control dimensional.
El grosor de las piezas debe estar entre 1,3 y 6,3 mm.
Para que el espesor de la pared de las piezas MIM sea uniforme, la Figura 1 muestra varios métodos comúnmente utilizados para cambiar la forma.
Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño de proceso y procesamiento posterior a la sinterización): uniformidad del espesor de la pared
Figura 1 - Varios métodos comunes para cambiar de forma
1.2 Sección de transición de espesor
En algunos casos, no se puede lograr la uniformidad del grosor de la pared, por lo que la transición entre diferentes grosores debe diseñarse gradualmente. Como se muestra en la Figura 2
Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño de procesos y procesamiento posterior a la sinterización)
Figura 2 - Transición de espesor
1.3 Orificio de extracción del núcleo
El uso de orificios de extracción de núcleos puede reducir la sección transversal al límite del criterio, lograr un espesor de pared uniforme, reducir el consumo de material y reducir o eliminar las operaciones de corte.
Como se muestra en la Figura 3, la dirección preferida es paralela a la dirección de apertura del molde, en otras palabras, perpendicular a la línea de partición.
Debido a que la varilla central se apoya en ambos extremos, es mejor utilizar un orificio pasante en lugar de un orificio ciego. El agujero ciego utiliza varilla en voladizo.
Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño de procesos y procesamiento posterior a la sinterización)
Figura 3 - Orificio de extracción del núcleo
1.4 Pendiente de desmoldeo
El ángulo de liberación es un pequeño ángulo en la superficie, que debe ser paralelo a la dirección de movimiento de la pieza del modelo.
Para mandriles, sea particularmente preciso.
La pendiente de desmoldeo es para la comodidad de desmoldar y expulsar las piezas preformadas. La pendiente de desmoldeo es generalmente 0.5~2 grados. El ángulo de liberación real aumenta con la profundidad del orificio o cóncavo formado, la complejidad de la pieza o el número de núcleos.
La figura 4 muestra algunos casos en los que se requiere el ángulo de liberación.
Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño tecnológico y procesamiento posterior a la sinterización) - ángulo de desmoldeo
Figura 4 - Ángulo de pelado
1.5 Refuerzo de costilla y alma
Las nervaduras y las redes de refuerzo se utilizan para reforzar paredes más delgadas y evitar secciones gruesas.
Además de aumentar la resistencia y la rigidez del espesor de la pared, también puede mejorar el flujo de material y limitar la distorsión.
El espesor de la nervadura de refuerzo no debe exceder el espesor de la pared adyacente. Cuando se necesiten refuerzos más gruesos estructuralmente, se deben usar refuerzos múltiples en su lugar.
La figura 5-1 muestra la proporción recomendada de refuerzos. La figura 5-2 muestra cómo usar las nervaduras de refuerzo y los orificios con núcleo para reducir el peso y mantener la resistencia funcional de las piezas.
Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño de procesos y procesamiento posterior a la sinterización)
Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño de procesos y procesamiento posterior a la sinterización)
Figura 5 - Refuerzo de costilla y alma
1.6 Chaflán y redondeo
La figura 6 muestra el biselado y el redondeo.
El biselado y el redondeo pueden reducir la tensión en la intersección de las características estructurales; Elimina las esquinas afiladas que pueden provocar el agrietamiento y la corrosión de las características estructurales del modelo, facilita que el material de inyección fluya hacia el modelo y ayuda a que las piezas salgan de la cavidad del molde, lo que favorece la operación de moldeo.
Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño de procesos y procesamiento posterior a la sinterización)
Figura 6 - Redondeo y biselado
1.7 Hilo
Los hilos internos y externos se pueden formar mediante el proceso MIM. Sin embargo, en comparación con desenroscar el núcleo, la rosca roscada con macho es más precisa y rentable.
Para desmontar los componentes del modelo que desatornillan la rosca formada, la rosca exterior de la parte del modelo de la rosca formada debería estar preferentemente situada en la línea de partición de la construcción del modelo.
Para mantener la tolerancia de la rosca del diámetro de la rosca, generalmente se especifica que hay un pequeño plano de 0.127 mm en la línea de partición, como se muestra en la Figura 7. Esto puede garantizar que el modelo esté sellado correctamente, reducir el rastro de la línea de separación, evita la rebaba en la raíz del hilo y reduce así el mantenimiento del modelo.
