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)

Diseño para la fabricación de piezas MIM

1.8 Agujero y ranura

Además de reducir la calidad de la pieza y formar el mismo grosor de pared, los orificios y las ranuras también son una característica estructural funcional útil de las piezas MIM y, por lo general, no aumentan el precio de la pieza.

Sin embargo, agregar orificios y ranuras aumentará la complejidad del molde, como se muestra en la Figura 8-a, lo que debe aumentar el costo del molde. El agujero perpendicular a la línea de partición es el más fácil de formar y el de menor costo. Aunque el orificio paralelo a la línea de separación es fácil de formar, es necesario agregar una corredera o un cilindro hidráulico, lo que aumentará el costo de fabricación del molde en la etapa inicial.

El orificio de conexión interno se puede formar, como se muestra en la Figura 8-b. Para evitar los problemas de sellado y rebabas, este diseño debe ser cuidadosamente considerado.

Si es posible, se debe hacer un agujero en forma de D para hacer un plano en la barra central, para mejorar el sellado del molde. De lo contrario, las piezas coincidentes deben convertirse en una superficie de arco y su borde de corte delgado causará un desgaste anormal.

Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño tecnológico y procesamiento posterior a la sinterización): orificios y ranuras

Figura 8-a Agujero y ranura

Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño tecnológico y procesamiento posterior a la sinterización): orificios y ranuras

Figura 8-b Agujero y ranura

1.9 Subvaloración

Con el troquel partido, la muesca externa que se muestra en la Figura 9 es fácil de formar en la línea de partición. Para fabricar esta forma, es necesario aumentar las piezas del molde, aumentar los costos del molde y reducir la productividad.

Algunas socavaduras internas se pueden hacer con deslizadores y otras se pueden formar con núcleos móviles.

En el diseño de la mayoría de las piezas MIM, los diseñadores pueden decidir cancelar la socavación interna debido a los problemas de mayor costo y posible rebaba.

Diseño para la capacidad de fabricación de piezas MIM (diseño de procesos y procesamiento posterior a la sinterización) - socavado

Figura 9 Socavado

1.10 Sistema de vertido

El material de inyección ingresa a la cavidad del molde a través de la puerta. En vista del alto contenido de metal del material de inyección MIM, estas entradas de MIM son generalmente mucho más grandes que las del moldeo por inyección de plástico.

Debido a que la puerta suele dejar rastros donde las piezas terminadas salen de la cavidad de moldeo, la configuración de la puerta debe equilibrar el proceso requerido, la función, el control de tamaño y la estética.

Es mejor colocar la compuerta en la línea de separación del molde, como se muestra en la Figura 10. De esta manera, la ruta de flujo del material de inyección puede impactar en la pared de la cavidad o en la varilla central.

Además, para piezas con diferentes espesores de pared, la compuerta generalmente se establece en la sección transversal más gruesa para hacer que el material de inyección fluya desde la sección gruesa hacia la sección delgada. Tal compuerta puede eliminar agujeros, ranuras, concentración de tensión y aerodinámica en la superficie de la pieza.

Si desea utilizar múltiples cavidades para producir piezas, también debe considerar el tamaño y la configuración de la compuerta para garantizar que se suministre la misma cantidad de material de inyección a cada cavidad en condiciones de tasa de llenado equilibrada.

Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño de procesos y procesamiento posterior a la sinterización) - sistema de gating

Fig. 10 Sistema de vertido

1.11 Línea de separación

Si es posible, la orientación de todas las características estructurales debe ser perpendicular a la línea de separación para que las piezas formadas puedan retirarse del molde.

Generalmente, la línea de partición se convierte en la línea de prueba de la superficie de la pieza, que es el resultado inevitable de la combinación de dos mitades del modelo.

En algunos casos, como ejemplo que se muestra en la Figura 13, la forma geométrica de toda la pieza se forma en la mitad superior del modelo. En este momento, la línea de separación solo puede estar a lo largo del borde inferior de la pieza y no se genera ninguna línea de separación. Por lo general, el modelo se puede diseñar para que se separe a lo largo del borde discreto, a fin de "ocultar" la línea de separación.

La línea de separación se sitúa preferiblemente en un plano. Sin embargo, a veces es necesario cambiar la forma simple para formar las características estructurales requeridas.

Aumentar la complejidad de las piezas aumentará los costos de fabricación y mantenimiento del molde, pero el costo puede reducirse al verter la característica estructural, de lo contrario, se requieren operaciones de corte o ensamblaje.

Diseño para la fabricación de piezas MIM (diseño de procesos y procesamiento posterior a la sinterización) - línea de partición

Figura 11 Línea de partición

1.12 Elementos decorativos

La figura 12 muestra las marcas de identificación de marcado, relieve, número de pieza, número de troquel y número de agujero, que se forman fácilmente en la posición adecuada de la pieza sin aumentar el coste de la pieza.

Estas características pueden ser prominentes o cóncavas, y el proceso MIM puede producir detalles de características de alto nivel, incluido el estampado de diamantes afilados.

1.13 Soporte de pieza sinterizada

En el proceso de desengrasado y sinterizado, el cuerpo verde de las piezas MIM moldeadas por inyección de metal se contrae en aproximadamente un 20 por ciento. Para minimizar la posible distorsión, las piezas de MIM deben estar correctamente sujetas durante la sinterización del MIM de moldeo por inyección de metal.

Por lo general, las piezas MIM se colocan sobre cerámica plana o tarimas.

Como se muestra en la Figura 13, es mejor diseñar la placa plana o bandeja para sinterizar para que tenga un plano grande o un plano compartido por las características estructurales de varias partes, de modo que se puedan usar soportes estándar. Es posible que las piezas MIM con tramos largos, voladizos o piezas vulnerables deban apoyarse en soportes especiales o fijaciones de piezas. Estos costos de producción son muy altos.

Fig. 13 Soporte de pieza sinterizada

II Procesamiento posterior de la sinterización

Dado que la tolerancia del proceso MIM de moldeo por inyección de metal está dentro de ± (0,3 por ciento - 0,5 por ciento), muchas piezas se han sinterizado hasta el tamaño final. Si la tolerancia de una determinada característica estructural de la pieza es relativamente estrecha, se puede realizar un mecanizado posterior.

Los materiales de piezas MIM de moldeo por inyección de metal se pueden cortar, roscar, taladrar, estirar y terminar, rectificar o soldar como piezas forjadas.

Para mejorar la fuerza y ​​la resistencia al desgaste del probador de dureza, las piezas MIM de moldeo por inyección de metal también pueden tratarse térmicamente.

Además, las piezas MIM de moldeo por inyección de metal generalmente limitan la porosidad interconectada a menos del 0.2 por ciento, por lo que no se requiere una preparación especial de la superficie para la coloración y galvanoplastia convencionales.

III Conclusión

La tendencia de desarrollo de piezas MIM de moldeo por inyección de metal en América del Norte se puede ver claramente en el proyecto de piezas MIM ganador de premios de diseño de piezas de pulvimetalurgia realizado por MPIF cada año.

De 1997 a 2001, el número de piezas premiadas seleccionadas por MPIF en la competencia de piezas de pulvimetalurgia fue de 15 a 18 cada año. En la columna de categorías de piezas premiadas, el MIM de moldeo por inyección de metal se utilizó de 1997 a 2004, pero a partir de 2005, las piezas MIM de moldeo por inyección de metal premiadas se dividieron en siete categorías: aeroespacial/militar, médica/dental, herramientas manuales /entretenimiento, electrónica/eléctrica, hardware/electrodomésticos, motores industriales/dispositivos de control y otras categorías.

Estos indican que la producción de piezas MIM mediante moldeo por inyección de metal ha entrado en una etapa de desarrollo gradual en América del Norte.

En China continental, gracias a la fuerte demanda de productos digitales electrónicos para piezas MIM moldeadas por inyección de metal, las empresas MIM grandes y pequeñas se distribuyen en todo el país, concentradas en el delta del río Yangtze, el delta del río Pearl, Beijing y las áreas circundantes. Es urgente promover enérgicamente el conocimiento básico y la aplicación de producción de piezas MIM en China continental, especialmente en más campos.