Comparaison entre le moulage par injection de métal et la métallurgie des poudres

Les fabricants du monde entier cherchent constamment à créer des composants métalliques plus performants. Ils souhaitent davantage de liberté de conception sans compromettre les coûts. Lorsque les méthodes de moulage traditionnelles ne suffisent plus, les fabricants se tournent vers d'autres procédés de moulage pour faire progresser leurs produits.

Si vous connaissez la métallurgie des poudres (PM), vous savez que les pièces sont formées à partir de métal comprimé dans une matrice, puis fritté. Le moulage par injection de métal (MIM) est un procédé complémentaire qui utilise également des particules métalliques — mais beaucoup plus fines — pour produire des composants à haute densité offrant une liberté de conception tridimensionnelle.

Différences du moulage par injection de métal

Matériaux

La métallurgie des poudres et le moulage par injection de métal utilisent les mêmes poudres de base, et les deux procédés permettent l'emploi d'alliages sur mesure ; toutefois, la principale différence de matériau réside dans la taille des particules. Les poudres plus grossières utilisées en PM sont largement disponibles et leur production est peu coûteuse. Les poudres MIM sont beaucoup plus fines ; le procédé et l'énergie nécessaires à leur production — dans cette plage granulométrique — sont donc plus coûteux.

Le coût de la poudre métallique est un facteur déterminant lors de la comparaison des matériaux MIM et PM. Les poudres MIM sont généralement plus coûteuses que les poudres PM, car elles sont plus fines (-20 micron vs. +100 micron). Toutefois, grâce à cette finesse, le MIM produit une porosité nettement moindre.

Le saviez-vous ?  La PM atteint toute sa densité lors de l'étape de compactage (85-92% de densité), tandis que la densité du MIM provient du frittage — une liaison par diffusion. (95%+ de densité)

Liberté de conception

Les ingénieurs confondent souvent le MIM et la PM conventionnelle, car les deux procédés commencent par de la poudre métallique. La PM repose sur un compactage uniaxial à haute pression. La PM convient davantage aux formes simples pouvant être facilement éjectées de la cavité de la matrice. C'est là que le MIM se distingue. Avec le MIM, les restrictions géométriques sont très limitées, voire inexistantes, ce qui offre une liberté de conception tridimensionnelle.

 D'autres améliorations de conception pour les composants MIM comprennent :

• Regroupement de pièces
• Épaisseur de paroi uniforme
• Noyautage et réduction de masse
• Trous et fentes
• Contre-dépouilles
• Filetages
• Moletage, marquages et logos

Propriétés physiques

Bien que les procédés MIM et PM puissent sembler similaires, les principales différences se situent dans les propriétés finales du composant fini — principalement sa densité finale. Avec le procédé PM, le frottement entre la poudre et l'outillage rend le composant final non uniforme, tandis que les pièces MIM sont uniformes dans toutes les directions.

De plus, le frittage du MIM s'effectue à des températures beaucoup plus élevées que celui de la PM (2350-2500F° vs. 1800-2000F°). Les poudres métalliques PM plus grosses combinées à des températures de frittage plus basses entraînent intrinsèquement des propriétés physiques inférieures pour le composant PM final, ce qui rend les composants MIM environ deux fois plus résistants, avec une ténacité et une résistance à la fatigue nettement supérieures. 

Quand le moulage par injection de métal est-il le bon choix ?

Si des coûts supplémentaires sont liés à une charge d'alimentation et à un outillage plus onéreux, des économies sont réalisées pour les composants à haute densité et de grande complexité qui ne peuvent être fabriqués par aucun autre procédé de fabrication. La PM peut constituer une alternative économique pour les pièces simples, mais le MIM peut produire des géométries de pièces qui éliminent les opérations secondaires, ce qui peut générer des économies substantielles.

Nombre de nos clients réalisent des économies importantes en regroupant deux sous-composants ou plus en un seul composant MIM. Des économies supplémentaires sont possibles en considérant les avantages du procédé MIM en matière de matériaux, de conception, d'assemblage et de logistique.

OptiMIM - Fabricant leader de moulage par injection de métal

Pour chaque projet, nous visons à fournir des pièces plus homogènes, plus efficacement et à moindre coût. Chez OptiMIM, notre objectif est d'éliminer les coûts associés aux procédés secondaires tels que l'usinage, en obtenant directement la forme finale. Nous concevons donc des moules plus efficaces pour la production en grande série et intégrons dès le départ autant de complexité que nécessaire afin d'éviter les coûts d'usinage et d'opérations secondaires.