El proceso de moldeo por inyección de metal puede lograr la producción de componentes finos y reducir más costos

El proceso de moldeo por inyección de metal puede lograr la producción de componentes finos y reducir más costos

Las industrias automotriz, industrial, médica, electrónica y de armas de fuego tienen una gran demanda de artículos manufacturados, que deben ser precisos y precisos: formas geométricas complejas, tratamiento superficial fino y rendimiento de alta tolerancia. Los procesos de fabricación comunes pueden proporcionar asistencia. Es probable que los productos fabricados por las líneas de producción de fundición a presión de metal requieran pasos de procesamiento adicionales, lo que puede aumentar los costos y generar desperdicios, mientras que la fundición a la cera perdida puede ser un método costoso.

 

Mejor artesanía para componentes de precisión

No hay duda en la industria manufacturera de que el dicho dice: 'El diablo se esconde en los detalles'. En muchas aplicaciones, es suficiente lograr una precisión "suficientemente cercana". Lavabos y grifos públicos, juguetes de metal para niños, marcos de paraguas, techos de acero galvanizado y millones de otros productos pueden funcionar normalmente con un rendimiento de baja tolerancia o parámetros de detalle aproximados. Para los componentes metálicos, existen muchos procesos bien conocidos que pueden producir los productos que necesitan las empresas.

Sin embargo, también existe una demanda en la industria de componentes pequeños, duraderos y de precisión, en los que los detalles lo determinan todo. Las industrias automotriz, industrial, médica, electrónica y de armas de fuego tienen una gran demanda de artículos manufacturados, que deben ser precisos y precisos: formas geométricas complejas, tratamientos superficiales finos y rendimiento de alta tolerancia. Los procesos de fabricación comunes pueden proporcionar asistencia. Es probable que los productos fabricados por las líneas de producción de fundición a presión de metal requieran pasos de procesamiento adicionales, lo que puede aumentar los costos y generar desperdicios, mientras que la fundición a la cera perdida puede ser un método costoso.

Existe un método que puede lograr los resultados de precisión deseados más rápidamente, reducir los desechos y, en última instancia, reducir los costos, que es el moldeo por inyección de metal (MIM). Este proceso puede proporcionar los componentes necesarios para el proyecto desde cero, sin necesidad de extensas operaciones de procesamiento después de la producción inicial para lograr un excelente acabado superficial, excelente resistencia a la corrosión y productos finales de alta resistencia. MIM también puede generar ahorros de costos impresionantes, reduciendo los costos hasta en un 50 por ciento en comparación con el procesamiento mecánico o los métodos de fundición de inversión.

Por lo tanto, es mejor considerar MIM como un método de procesamiento alternativo competitivo para el procesamiento mecánico, la fundición de inversión y la pulvimetalurgia. Tiene las siguientes ventajas:

Más allá del procesamiento mecánico: reduce el peso y permite el uso de acero más duro. Se pueden producir componentes individuales más complejos para fusionar componentes para reducir costos y reducir los pasos de procesamiento.

Más allá de la fundición a la cera perdida: paredes más delgadas, mejor acabado superficial, menos procesamiento secundario, orificios más pequeños, mayor producción y plazos de entrega más breves.

Más allá de la pulvimetalurgia: componentes más complejos, paredes más delgadas, integración de componentes, mayor densidad, mayor resistencia y mejor resistencia a la corrosión.

MIM también puede generar ahorros de costos impresionantes, reduciendo los costos hasta en un 50 por ciento en comparación con el procesamiento mecánico o los métodos de fundición de inversión.

Componentes metálicos de precisión fabricados con tecnología MIM

Interpretación MIM

En la industria manufacturera, MIM siempre se ha descuidado. Es un proceso maduro que ha existido durante muchos años, con funciones poderosas y efectivas, pero por alguna razón, muchas universidades no imparten conocimientos de MIM a los ingenieros.

MIM utiliza polvo metálico extremadamente fino con un tamaño de menos de 22 micras y un adhesivo de polímero, mezclado en una proporción de aproximadamente 6:4. Caliente estas mezclas y haga que sean uniformes, luego enfríelas y conviértalas en materias primas granulares.

La clave de este proceso es la combinación de materiales, y debido al uso de adhesivos poliméricos, las materias primas resultantes son algo similares a los plásticos metálicos o la masilla. En el proceso de moldeo, se reflejan muchas ventajas de la capacidad de procesamiento MIM, incluidos contornos complejos, orificios, radios pequeños, logotipos y texto que se pueden incorporar a los componentes. En este paso, las materias primas se calientan y se inyectan en el equipo de moldeo y se pueden generar los componentes. Este proceso de formación casi no tiene desperdicio de materias primas y, debido al uso generalizado de operaciones automatizadas, proporciona una solución de fabricación consistente y rentable. Por lo tanto, este proceso es similar al moldeo por inyección de plástico en muchos aspectos, y la familiaridad con este último puede ayudar a simplificar cualquier operación de transición.

Una vez que los componentes están moldeados por inyección, debe comenzar el proceso de eliminación del adhesivo. Usando catalizadores de química de polímeros, elimine el 90 por ciento del adhesivo de los componentes "verdes" con buena forma e integridad dimensional. En este paso, el componente se denomina "marrón", que es una matriz porosa compuesta de polvo metálico y suficiente adhesivo para mantener la forma del componente. En esta etapa, el peso de los componentes se reduce entre un 7 y un 10 por ciento sin contracción.

Luego se realiza la sinterización para crear una forma de metal solidificado. Durante el rango de temperatura más bajo del proceso de sinterización, el adhesivo polimérico residual se quema. A medida que el calor continúa aumentando, la matriz de partículas de metal comienza a fusionarse y unirse entre sí, lo que hace que la estructura sea más compacta y se reduce la porosidad. Después de la sinterización, se produce una densificación suficiente y los componentes suelen tener una tasa de contracción del 17 al 22 por ciento, según el material específico.

 

Consideraciones MIM

Para los componentes fabricados con otros procesos de formación de metales, los que son adecuados para el proceso MIM son aquellos que requieren operaciones de montaje o configuración de procesamiento extensas. La principal ventaja de MIM es que puede producir componentes metálicos con formas geométricas complejas sin necesidad de procesamiento mecánico.

El proceso MIM no solo proporciona importantes ventajas, sino que también tiene requisitos y características específicas. En primer lugar, en términos de tamaño, los componentes deben poder caber en un espacio del tamaño de una pelota de tenis. Se deben considerar otros procesos para componentes más grandes. El peso del producto debe estar preferentemente entre {{0}}.1 y 35 gramos, con un espesor de pared uniforme que va desde 0.030 pulgadas a 0.250 pulgadas, y tener una forma geométrica autoportante durante el proceso de sinterización.

La principal ventaja de MIM es que puede producir componentes metálicos con formas geométricas complejas sin necesidad de procesamiento mecánico.

Los posibles materiales metálicos incluyen acero inoxidable (17-4, 316, 420); Acero con bajo contenido de carbono (FN02, FN0205, FN08, 4620, 4140, 8620), aleaciones de titanio y materiales magnéticos blandos (FeSi3, FN50). También puede ser acero para herramientas, aleación de expansión controlable y superaleación.

En cuanto a las propiedades del material, incluso con el uso de adhesivos poliméricos, la composición del material es similar a las piezas de acero fabricadas de otras formas y tiene una densidad de acero bruto de aproximadamente 95 a 99 por ciento. La tolerancia durante el proceso de fabricación es de más o menos 0.5 por ciento. Es posible lograr tolerancias más estrictas, pero es necesario agregar una pequeña cantidad de material a las características clave y, en última instancia, lograr el tamaño de la característica o los requisitos de posición a través de procesos de mecanizado de precisión.

Luego, considere el volumen de producción anual requerido. Debido al costo de la fabricación de moldes y la operación de muestras, MIM es adecuado para volúmenes de producción más altos. Si la producción es baja, el costo fijo por unidad de producto será demasiado alto. Por lo general, se recomienda estimar una producción anual de 10000 unidades o más.

El proceso de construcción de moldes de inyección necesita una puerta; El plan de diseño y molde debe incluir esto. Las esquinas afiladas son puntos de tensión, por lo que es mejor tener dimensiones de radio más grandes en estas posiciones. El ángulo de inclinación en el diseño del componente debe estar entre 0.5 º y 1 º para ayudar en la expulsión del componente. Se pueden formar roscas tanto internas como externas. Siempre que sea posible, el diseño del componente debe incluir una superficie plana para la sinterización. De lo contrario, para productos con formas geométricas de alta precisión, se requieren accesorios de sinterización personalizados.

Además, si es necesario, el proceso de fabricación puede incluir procesamiento secundario de componentes MIM, como tratamiento térmico, galvanoplastia y procesamiento mecánico, la mayoría de los cuales se llevan a cabo en proveedores externos.

Algunos tipos de componentes no son adecuados para los procesos MIM: componentes de máquinas de tornillos, piezas estampadas, piezas estampadas de precisión, piezas forjadas, piezas estampadas en frío, aleaciones no ferrosas, piezas con tolerancias inferiores a más o menos 0.002 pulgadas y engranajes

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