Étapes et règles de conception du processus de moulage par injection de métal

Étapes et règles de conception du processus de moulage par injection de métal

Moulage par injection de métalest le moulage par injection traditionnel, qui modifie la fabrication de pièces métalliques solides en utilisant la technologie de moulage par injection. Dans ce procédé, la matière première est un mélange de poudre de métal et de polymère. Pour cette raison, le MIM est parfois appelé moulage par injection de poudre (PIM). À l'aide d'une machine de moulage par injection standard, la poudre est fondue et injectée dans le moule, où elle est refroidie et solidifiée dans la forme de la pièce souhaitée. Le processus de chauffage ultérieur élimine le polymère indésirable et produit une pièce métallique à haute densité. Le moulage par injection de métal convient à la production de petites pièces métalliques en grandes quantités. Contrairement au moulage par injection, ces pièces peuvent être géométriquement complexes et avoir des parois et des détails fins. L'utilisation de poudre métallique permet d'utiliser une variété d'alliages ferreux et non ferreux et les propriétés des matériaux (résistance, dureté, résistance à l'usure, résistance à la corrosion, etc.) sont proches de celles du métal forgé. De plus, comme le métal n'est pas fondu dans le processus MIM (y compris le processus de coulée de métal), le superalliage peut être utilisé pendant toute la durée de vie de l'outil sans aucun impact négatif. Les métaux couramment utilisés dans le MIM comprennent les suivants :

Acier faiblement allié ;

acier inoxydable;

Acier à haute vitesse;

Poteau de fer ;

Alliage de cobalt ;

alliage de cuivre;

Alliage de nickel ;

Alliage de tungstène ;

Alliage de titane.

Les pièces métalliques fabriquées à partir du procédé MIM se trouvent dans de nombreuses industries, notamment l'aérospatiale, l'automobile, les biens de consommation, la dentisterie médicale et les télécommunications. Les composants MIM se trouvent dans les accessoires de téléphonie mobile, les articles de sport, les outils électriques, les instruments chirurgicaux et divers appareils électroniques et optiques.

Les accessoires électroniques de moulage par injection de métal comprennent les étapes suivantes :

Préparation des matières premières MIM

Préparation des matières premières - la première étape est le mélange de poudre de métal et de polymère. Le métal en poudre utilisé ici est plus fin (généralement 20 microns) que ceux utilisés dans les méthodes traditionnelles de métallurgie des poudres. La poudre métallique est mélangée à un liant thermoplastique chaud, refroidie puis granulée pour former une matière première uniforme. Les matières premières obtenues sont généralement constituées de 60 % de métal et de 40 % de polymère (volume).

Moulage par injection MIM

Moulage par injection - La poudre brute utilise le même équipement et les mêmes outils que ceux utilisés pour le moulage par injection de plastique. Par conséquent, la conception de la partie de frittage de la cavité du moule est environ 20 % plus grande, ce qui tient compte du retrait. Dans le cycle de moulage par injection, les matières premières sont fondues et injectées dans la cavité du moule, où elles sont refroidies et solidifiées en forme de pièces. Une partie du "vert" moulé est éjectée puis nettoyée pour supprimer toute la mémoire flash.

Dégraissage MIM

Dégraissage - Dans cette étape, l'adhésif polymère métallique est retiré. Dans certains cas, la partie "verte" du premier dégraissant au solvant est placée dans un bain d'eau ou chimique pour dissoudre la majeure partie de l'adhésif. Après (au lieu de 1) dans cette étape, un dégraissage thermique ou préfrittage est effectué. Une partie de "vert" est chauffée dans un four à basse température pour éliminer l'adhésif polymère par évaporation. En conséquence, la partie métallique "marron" restante contiendra environ 40 % de l'espace vide à travers le volume.

Frittage MIM

L'étape après le frittage est le frittage pour réduire l'espace vide d'environ 1-5 %, de manière à produire une pièce métallique à haute densité dans la partie "marron" (95-99 %) du four à haute température ( jusqu'à 2500 degrés F). Le four utilise une atmosphère de gaz inerte et affiche une température proche de 85% du point de fusion du métal. Ce trou de traitement est supprimé du matériau, ce qui entraîne une réduction de la pièce à 75-85 % de sa taille de moulage. Cependant, ce rétrécissement est uniforme et peut être prédit avec précision. La pièce obtenue conserve la haute tolérance de la forme moulée d'origine, mais la densité est maintenant beaucoup plus élevée.

Après l'achèvement du processus de frittage, l'opération secondaire requise peut améliorer la tolérance ou la finition de surface. Cependant, comme une partie d'un métal coulé, certains processus secondaires peuvent être effectués pour ajouter de nouvelles fonctions, améliorer les propriétés du matériau ou d'autres composants. Par exemple, la pièce MIM peut être usinée, traitée thermiquement ou soudée.

Règles de conception du moulage par injection de métal (MIM) :

Lorsque la pièce de conception est réalisée avec MIM, la plupart des règles de conception pour le moulage par injection s'appliquent toujours. Cependant, il existe des exceptions ou des suppléments, tels que les suivants :

Épaisseur de paroi - tout comme le moulage par injection plastique, l'épaisseur de paroi ne doit pas être minimisée et conserver toute la partie uniforme. Il convient de noter que dans le procédé MIM, la réduction de l'épaisseur de paroi réduit non seulement la quantité de matériau et le temps de cycle, mais réduit également le temps de dégraissage et de frittage.

Brouillon - Il existe un moulage par injection de plastique et de nombreuses entreprises de MIM n'ont besoin d'aucun brouillon. Dans la version en poudre, il est plus facile d'utiliser des adhésifs polymères de moules que la plupart des polymères de moulage par injection. De plus, les pièces MIM refroidissent complètement et rétrécissent autour de la fonction de moulage avant d'être pulvérisées, car le mélange de poudre métallique a besoin de plus de temps pour refroidir.

Support de frittage - Pendant le frittage, les composants MIM doivent être correctement soutenus ou tordus car ils peuvent rétrécir. En concevant la surface plane des pièces sur le même plan, le plateau de support plat standard peut être utilisé. Sinon, des supports personnalisés plus coûteux peuvent être nécessaires.