Processo de moldagem por injeção de metal (MIM)

O processo de moldagem por injeção de metal (MIM) combina a flexibilidade de design da moldagem por injeção de plástico com a resistência e integridade dos metais forjados para oferecer soluções econômicas para geometrias de peças altamente complexas.

O processo MIM é normalmente explicado como quatro etapas de processamento únicas (Compostagem, Moldagem, Desencadernação e Sinterização) para produzir uma peça final.

1.Composição / Matérias-primas

Composto

O processo MIM começa com o processo de composição ou preparação de matéria-prima. Pó de metal fino com tamanho de partícula inferior a 20µ é misturado com ligantes termoplásticos e cera em quantidades precisas. A relação pó metálico para ligante é de aproximadamente 60:40 em volume. A mistura é colocada em equipamento de mistura especial e aquecida a uma temperatura que faz com que os aglutinantes derretam. A massa é misturada mecanicamente até que as partículas de pó metálico sejam uniformemente revestidas com os aglutinantes. A massa é resfriada e então granulada em pelotas de fluxo livre (matéria-prima) que serão aceitas pela máquina de moldagem por injeção de metal.

2. Moldagem por injeção

Parte verde para moldagem

A moldagem por injeção é idêntica em equipamentos e técnicas à forma como a moldagem por injeção plástica ocorre. A matéria-prima peletizada é alimentada em uma máquina de moldagem por injeção onde é aquecida e injetada em uma cavidade de molde sob alta pressão. A peça moldada (agora denominada "parte verde") é deixada esfriar e então ejetada do molde para que o processo possa se repetir. Como apenas os aglutinantes derretem (para transportar os pós metálicos), todo o processo acontece a cerca de 200 ° C. O ferramental pode ser de múltiplas cavidades para altas taxas de produção. A cavidade do molde é dimensionada aproximadamente 20% maior para compensar o encolhimento que ocorre durante a sinterização. A mudança de encolhimento é precisamente conhecida para cada material.

3. Processo de Remoção de Binder (Debinding)

Desbastamento

Após a moldagem por injeção, a peça moldada passará para a próxima etapa chamada processo de remoção de rebarbação ou aglutinante. A remoção de ligante é um processo em que os materiais de ligante são removidos do componente MIM moldado. Este processo é geralmente feito em várias etapas em que a maioria é removida antes da etapa de sinterização, deixando para trás apenas ligante suficiente para lidar com as peças no forno de sinterização. A remoção de ligantes pode ser realizada por vários métodos, sendo o mais popular a extração por solvente. Após a remoção do aglutinante, a peça é agora semi-porosa, o que permite que o aglutinante restante escape facilmente durante o processo de sinterização.

4. Processo de sinterização – Peças sinterizadas

sinterização

As peças debind são colocadas em setters cerâmicos que são carregados em um forno de sinterização de alta temperatura controlado pela atmosfera. As partes marrons são aquecidas lentamente em uma atmosfera protetora para expulsar os ligantes restantes. Uma vez que os aglutinantes são evaporados, a parte metálica é aquecida a uma temperatura alta, onde o espaço vazio entre as partículas é eliminado à medida que as partículas se fundem. A peça encolhe isotropicamente para suas dimensões de projeto e se transforma em um sólido denso. A densidade da peça sinterizada é tipicamente superior a 97% teórica para a maioria dos materiais. A alta densidade de peças sinterizadas dá as propriedades do produto que são semelhantes aos materiais forjados.

5. Acabamento / Processos Secundários

Partes do Grupo MIM

Os processos de acabamento/usinagem não fazem parte do processo de moldagem por injeção de metal. Dependendo dos requisitos finais, certas operações de acabamento/usinagem podem ser realizadas para a peça sinterizada. Para melhorar as propriedades físicas, o tratamento térmico pode ser feito como em qualquer metal. Qualquer tipo de operação de usinagem pode ser realizada para obter tolerâncias de moldagem por injeção de metal (MIM) que são mais precisas do que o processo pode fornecer com capacidade. Chapeamento e revestimentos podem ser facilmente aplicados devido à alta densidade de material. Inúmeras técnicas de montagem mecânica, como soldagem ou trabalho a frio também podem ser usadas com sucesso.