Comparación entre el moldeo por inyección de metal y la metalurgia de polvos

Los fabricantes de todo el mundo buscan constantemente crear componentes metálicos de mayor rendimiento. Buscan más libertad de diseño sin sacrificar los costes. Cuando los métodos de fundición tradicionales ya no son suficientes, los fabricantes recurren a otros procesos de moldeo para impulsar sus productos.

Si conoce la metalurgia de polvos (PM), sabrá que las piezas se forman a partir de metal compactado en una matriz y posteriormente sinterizado. El moldeo por inyección de metal (MIM) es un proceso complementario que también utiliza partículas metálicas —aunque mucho más finas— para producir componentes de alta densidad con libertad de diseño tridimensional.

En qué se diferencia el moldeo por inyección de metal

Materiales

La metalurgia de polvos y el moldeo por inyección de metal utilizan los mismos polvos base, y ambos procesos permiten emplear aleaciones personalizadas; sin embargo, la diferencia clave del material es el tamaño de partícula. Los polvos más gruesos utilizados en PM son ampliamente conocidos y su fabricación es económica. Los polvos para MIM son mucho más pequeños, por lo que el proceso y la energía necesarios para fabricarlos —en ese intervalo de tamaños— son más costosos.

El coste del metal en polvo es un factor clave al comparar los materiales para MIM y PM. Los polvos para MIM suelen ser más caros que los de PM, ya que son más finos (-20 micras frente a +100 micras). Sin embargo, gracias al material más fino, MIM produce una porosidad significativamente menor.

¿Lo sabía?  La PM alcanza toda su densidad en la fase de compactación (85-92 % de densidad), mientras que la densidad del MIM procede de la sinterización, una unión por difusión. (más del 95 % de densidad)

Libertad de diseño

Los ingenieros suelen confundir MIM y la PM convencional, dado que ambos parten de metal en polvo. La PM se basa en una compactación uniaxial a alta presión. La PM es más adecuada para formas sencillas que se expulsan fácilmente de la cavidad de la matriz. Aquí es donde MIM se diferencia. Con MIM, existen muy pocas restricciones geométricas, si es que existe alguna, lo que permite libertad de diseño tridimensional.

 Otras mejoras de diseño para componentes MIM incluyen:

• Consolidación de piezas
• Espesor de pared uniforme
• Ahuecamiento y reducción de masa
• Orificios y ranuras
• Contradesmoldeos
• Roscas
• Moleteado, letras y logotipos

Propiedades físicas

Aunque los procesos MIM y PM puedan parecer similares, las principales diferencias se encuentran en las propiedades finales del componente terminado, principalmente en la densidad final. Al utilizar el proceso PM, la fricción entre el polvo y el utillaje hace que el componente final no sea uniforme, mientras que las piezas MIM son uniformes en todas las direcciones.

Además, la sinterización para MIM se realiza a temperaturas mucho más altas que para PM (2350-2500F° frente a 1800-2000F°). Los polvos metálicos de PM de mayor tamaño, combinados con temperaturas de sinterización más bajas, hacen que el componente final de PM tenga inherentemente propiedades físicas inferiores, lo que hace que los componentes MIM sean aproximadamente dos veces más resistentes, con una tenacidad y una resistencia a la fatiga significativamente mejores. 

¿Cuándo es el moldeo por inyección de metal la opción adecuada?

Aunque el feedstock y el utillaje más costosos incrementan los costes, se obtienen ahorros en componentes de alta densidad y gran complejidad que no pueden fabricarse mediante ningún otro proceso de fabricación. La PM puede ser una alternativa rentable para piezas sencillas, pero MIM puede producir geometrías de piezas que eliminan operaciones secundarias, lo que puede generar ahorros de costes significativos.

Muchos de nuestros clientes logran ahorros considerables al combinar dos o más subcomponentes en un único componente MIM. También se obtienen ahorros adicionales al considerar las ventajas en materiales, diseño, montaje y logística del proceso MIM.

OptiMIM - Fabricante líder de moldeo por inyección de metal

En cada proyecto, nuestro objetivo es suministrar piezas más uniformes, de forma más eficiente y con menores costes. En OptiMIM, nuestro objetivo es eliminar los gastos asociados a procesos secundarios como el mecanizado, logrando piezas de forma neta a la primera. Por ello, fabricamos moldes más eficientes para la producción de grandes volúmenes e incorporamos desde el principio toda la complejidad necesaria para evitar costosos mecanizados y operaciones secundarias.