Comparaison du moulage par injection de métal et de la métallurgie en poudre

Les fabricants du monde entier cherchent toujours à créer des composants métalliques plus performants. Ils veulent plus de liberté de conception sans sacrifier les coûts. Lorsque les méthodes traditionnelles de moulage ne font plus l'affaire, les fabricants se tournent vers d'autres processus de moulage pour faire avancer leurs produits.

Si vous êtes familier avec la métallurgie des poudres (PM), vous savez que les pièces sont formées à partir de métal qui est pressé ensemble dans une matrice puis fritté. Le moulage par injection de métal (MIM) est un processus complémentaire qui utilise également des particules métalliques, mais beaucoup plus fines, pour produire des composants à haute densité avec une flexibilité de conception tridimensionnelle.

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Où les matériaux MIM diffèrent

Les matériaux PM et MIM utilisent les mêmes poudres de base et les deux processus permettent l'utilisation d'alliages personnalisés, cependant, la principale différence entre les matériaux est la taille des particules. Les poudres plus grossières utilisées dans les particules sont largement connues et la voie de leur fabrication est peu coûteuse. Les poudres MIM sont beaucoup plus petites, de sorte que le processus et l'énergie nécessaires à leur fabrication, dans cette gamme de taille, sont plus coûteux à produire.

Le coût de la poudre métallique est un facteur clé lorsque l'on compare les matériaux MIM et PM. Les poudres MIM sont généralement plus chères que les poudres PM car elles sont plus fines (-20 microns contre +100 microns). Cependant, en raison du matériau plus fin, MIM produit beaucoup moins de porosité.

Le saviez-vous ? Les particules atteignent toute la densité dans l'étape de compactage (85-92 % de densité) tandis que la densité MIM provient du frittage, une liaison de diffusion. (densité de 95%+)

Les ingénieurs confondent souvent MIM et PM conventionnel, étant donné que les deux commencent par du métal en poudre. Le PM repose sur un compactage uniaxial à haute pression. PM est plus adapté aux formes simples qui sont facilement éjectées de la cavité de la matrice. C'est là que MIM diffère. Avec MIM, il y a très peu de restrictions géométriques, voire aucune, permettant une liberté de conception tridimensionnelle.

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

• Consolidation des pièces
• Épaisseur de paroi uniforme
• Carottage et réduction de masse
• Trous et fentes
• Contre-dépouilles
• Filetages
• Moletage, lettres et logos

Propriétés physiques

Bien que les processus MIM et PM puissent sembler similaires, les principales différences se trouvent dans les propriétés finales du composant fini, principalement la densité finale. Lorsque vous utilisez 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 pour MIM a lieu à des températures beaucoup plus élevées que les PM (2350-2500F° contre 1800-2000F°). Les poudres métalliques PM plus grandes, combinées à des températures de frittage plus basses, font en sorte que le composant PM final a des propriétés physiques inférieures, ce qui rend les composants MIM environ deux fois plus résistants, avec une ténacité et une résistance à la fatigue nettement supérieures.

Où se situe MIM ?

Lorsque vous ajoutez des coûts pour des matières premières et un outillage plus coûteux, vous réalisez des économies lorsqu'il s'agit de composants à haute densité et à haute complexité qui ne peuvent être fabriqués par aucun autre processus de fabrication. La PM peut être une alternative rentable pour les pièces simples, mais la MIM peut produire des géométries de pièces qui éliminent les opérations secondaires, ce qui peut entraîner des économies significatives.

Beaucoup de nos clients réalisent des économies substantielles en combinant deux sous-composants ou plus en un seul composant MIM. Des économies supplémentaires sont réalisées si l'on tient compte des avantages du processus MIM en termes de matériaux, de conception, d'assemblage et de logistique.

Comme l'illustre le graphique ci-dessous, il y a un certain degré de complexité et de volume qui doit être pris en compte pour faire de MIM le choix de fabrication le plus économique.

Sur

chaque projet, nous visons à fournir des pièces plus cohérentes, plus efficaces, à moindre coût. Notre objectif est d'éliminer les dépenses associées aux processus secondaires tels que l'usinage, en obtenant la forme nette du premier coup.

C'est pourquoi nous construisons des moules plus efficaces pour la production en grand volume et nous ajoutons autant de complexité que nécessaire en amont pour éviter l'usinage coûteux et les opérations secondaires.

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