Comparación de moldeo por inyección de metal y metalurgia en polvo

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

Si está familiarizado con la metalurgia en polvo (PM), sabe que las piezas se forman a partir de metal que se presiona en un troquel y luego se sinteriza. El moldeo por inyección de metal (MIM) es un proceso complementario que también utiliza partículas metálicas, solo que mucho más finas, para producir componentes de alta densidad con flexibilidad de diseño tridimensional.

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Dónde difiere MIM

Los materiales

PM y MIM utilizan los mismos polvos base y ambos procesos permiten el uso de aleaciones personalizadas, sin embargo, la diferencia clave en el material es el tamaño de las partículas. Los polvos más gruesos utilizados en PM son ampliamente conocidos y la ruta para hacerlos es económica. Los polvos MIM son mucho más pequeños, por lo que el proceso y la energía para fabricarlos, en ese rango de tamaños, son más caros de producir.

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

¿Sabías que...? PM logra toda la densidad en la etapa de compactación (85-92% de densidad), mientras que la densidad MIM proviene de la sinterización, un enlace de difusión. (95%+ densidad)

Los

ingenieros de libertad de diseño a menudo confunden MIM y PM convencional, dado que los dos comienzan con metal en polvo. PM se basa en una compactación uniaxial de alta presión. PM es más adecuado para formas simples que se expulsan fácilmente de la cavidad del troquel. Aquí es donde MIM difiere. Con MIM, hay muy pocas restricciones geométricas, si es que hay alguna, que permiten la libertad de diseño tridimensional.

Otras mejoras de diseño para los componentes MIM incluyen:

• Consolidación de piezas
• Espesor de pared uniforme
• Extracción de núcleos y reducción de masa
• Agujeros y ranuras
• Socavas
• Roscas
• moleteadas, letras y logotipos

Propiedades físicas

Si bien los procesos MIM y PM pueden parecer similares, las principales diferencias se encuentran en las propiedades finales del componente terminado, principalmente en la densidad final. Cuando se utiliza el proceso PM, la fricción entre el polvo y las herramientas 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 lleva a cabo a temperaturas mucho más altas que PM (2350-2500F° vs. 1800-2000F°). Los polvos metálicos PM más grandes, combinados con temperaturas de sinterización más bajas, hacen que el componente final de PM tenga propiedades físicas más bajas, lo que hace que los componentes MIM sean aproximadamente dos veces más fuertes, con una tenacidad y resistencia a la fatiga significativamente mejores.

¿Dónde encaja MIM?

Donde se agrega el costo de la materia prima y las herramientas más caras, se dan cuenta de los ahorros cuando se trata de componentes de alta densidad y alta complejidad que no se pueden fabricar mediante ningún otro proceso de fabricación. El PM puede ser una alternativa rentable para las piezas simples, pero MIM puede producir geometrías de piezas que eliminan las operaciones secundarias, lo que puede resultar en ahorros de costos significativos.

Muchos de nuestros clientes encuentran ahorros sustanciales cuando combinan dos o más subcomponentes en un solo componente MIM. Se encuentran ahorros adicionales cuando se consideran los beneficios de materiales, diseño, ensamblaje y logística para el proceso MIM.

Como se ilustra en el gráfico a continuación, hay un cierto grado de complejidad y volumen que se debe considerar para que MIM sea la opción de fabricación más económica.

Fabricante líder de moldeo por inyección de metal

En cada proyecto, nuestro objetivo es entregar piezas más consistentes, de manera más eficiente y a costos más bajos. Nuestro objetivo es eliminar los gastos asociados a procesos secundarios como el mecanizado, logrando la forma de red la primera vez.

Por lo tanto, construimos moldes que son más eficientes para la producción de alto volumen y añadimos tanta complejidad como sea necesario por adelantado para evitar costosos mecanizados y operaciones secundarias.

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