Pasos y reglas de diseño del proceso de moldeo por inyección de metal.

Pasos y reglas de diseño del proceso de moldeo por inyección de metal.

Moldeo por inyección de metaleses el moldeo por inyección tradicional, que cambia la fabricación de piezas metálicas sólidas utilizando tecnología de moldeo por inyección. En este proceso, la materia prima es una mezcla en polvo de metal y polímero. Por esta razón, el MIM a veces se denomina moldeo por inyección de polvo (PIM). Utilizando una máquina de moldeo por inyección estándar, el polvo se funde y se inyecta en el molde, donde se enfría y se solidifica en la forma de la pieza deseada. El proceso de calentamiento posterior elimina el polímero no deseado y produce una pieza de metal de alta densidad. El moldeo por inyección de metal es adecuado para la producción de pequeñas piezas de metal en grandes cantidades. A diferencia del moldeo por inyección, estas piezas pueden ser geométricamente complejas y tener paredes y detalles delgados. El uso de polvo de metal permite el uso de una variedad de aleaciones de hierro y sin hierro y las propiedades del material (resistencia, dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, etc.) para estar cerca de aquellas hechas de metal forjado. Además, debido a que el metal no se funde en el proceso MIM (incluido el proceso de fundición de metal), la superaleación se puede utilizar durante la vida útil de la herramienta sin ningún impacto negativo. Los metales comúnmente utilizados en MIM incluyen los siguientes:

Acero de baja aleación;

acero inoxidable;

Acero de alta velocidad;

poste de hierro;

aleación de cobalto;

aleación de cobre;

Aleación de niquel;

aleación de tungsteno;

Aleación de titanio.

Las piezas de metal fabricadas con el proceso MIM se encuentran en muchas industrias, incluidas la aeroespacial, la automotriz, la de bienes de consumo, la odontología médica y las telecomunicaciones. Los componentes MIM se pueden encontrar en accesorios para teléfonos móviles, artículos deportivos, herramientas eléctricas, instrumentos quirúrgicos y diversos dispositivos electrónicos y ópticos.

Los accesorios electrónicos de moldeo por inyección de metal incluyen los siguientes pasos:

Preparación de materia prima MIM

Preparación de la materia prima: el primer paso es la mezcla en polvo de metal y polímero. El metal en polvo que se usa aquí es más fino (generalmente 20 micrones) que los que se usan en los métodos tradicionales de pulvimetalurgia. El polvo de metal se mezcla con un aglutinante termoplástico caliente, se enfría y luego se granula para formar una materia prima uniforme. Las materias primas obtenidas suelen ser un 60 por ciento de metal y un 40 por ciento de polímero (volumen).

Moldeo por inyección MIM

Moldeo por inyección: el polvo crudo utiliza los mismos equipos y herramientas que se utilizan para el moldeo por inyección de plástico. Por lo tanto, el diseño de la parte de sinterización de la cavidad del molde es aproximadamente un 20 por ciento más grande, lo que tiene en cuenta la contracción. En el ciclo de moldeo por inyección, las materias primas se funden y se inyectan en la cavidad del molde, donde se enfrían y se solidifican en forma de piezas. Una parte del "verde" moldeado se expulsa y luego se limpia para eliminar toda la memoria flash.

desengrasado MIM

Desengrasado: en este paso, se elimina el adhesivo de polímero metálico. En algunos casos, la parte "verde" del primer solvente desengrasante se coloca en un baño de agua o químico para disolver la mayor parte del adhesivo. Después (en lugar de 1) en este paso, se realiza el desengrasado térmico o presinterizado. Una parte de "verde" se calienta en un horno de baja temperatura para eliminar el polímero adhesivo por evaporación. Como resultado, la parte metálica "marrón" restante contendrá alrededor del 40 por ciento del espacio vacío a través del volumen.

sinterización MIM

El paso después de la sinterización es la sinterización para reducir el espacio vacío en aproximadamente 1-5 por ciento, para producir una pieza de metal con alta densidad en la parte "marrón" (95-99 por ciento) del horno de alta temperatura ( hasta 2500 grados F). El horno utiliza una atmósfera de gas inerte y muestra una temperatura cercana al 85 por ciento del punto de fusión del metal. Este orificio de proceso se elimina del material, lo que da como resultado una reducción parcial al 75-85 por ciento de su tamaño de moldeo. Sin embargo, esta contracción es uniforme y se puede predecir con precisión. La pieza obtenida conserva la alta tolerancia de la forma moldeada original, pero la densidad es ahora mucho mayor.

Después de completar el proceso de sinterización, la operación secundaria requerida puede mejorar la tolerancia o el acabado superficial. Sin embargo, como una parte de un metal fundido, se pueden llevar a cabo algunos procesos secundarios para agregar nuevas funciones, mejorar las propiedades del material u otros componentes. Por ejemplo, la pieza MIM se puede mecanizar, tratar térmicamente o soldar.

Reglas de diseño de moldeo por inyección de metal (MIM):

Cuando la pieza de diseño se fabrica con MIM, se siguen aplicando la mayoría de las reglas de diseño para el moldeo por inyección. Sin embargo, existen algunas excepciones o suplementos, como los siguientes:

Grosor de la pared: al igual que el moldeo por inyección de plástico, el grosor de la pared no debe minimizarse y mantener toda la parte uniforme. Vale la pena señalar que en el proceso MIM, la reducción del espesor de la pared no solo reduce la cantidad de material y el tiempo del ciclo, sino que también reduce el tiempo de desengrase y sinterización.

Borrador: hay moldeo por inyección de plástico y muchas empresas de MIM no necesitan ningún borrador. En la versión de material en polvo, es más fácil usar adhesivos poliméricos de moldes que la mayoría de los polímeros moldeados por inyección. Además, las piezas MIM se enfrían completamente y se encogen alrededor de la función de moldeo antes de que se pulvericen, porque la mezcla de polvo metálico necesita más tiempo para enfriarse.

Soporte de sinterización: durante la sinterización, los componentes MIM deben estar correctamente apoyados o torcidos, ya que pueden encogerse. Al diseñar la superficie plana de las piezas en el mismo plano, se puede utilizar la bandeja de soporte plana estándar. De lo contrario, es posible que se requieran soportes personalizados más costosos.