Le moulage, quatrième volet de cette série de blogs consacrée au MIM, consiste à alimenter une machine de moulage par injection de métal avec des granulés de mélange afin de produire une « pièce verte ». Cette pièce est environ 20% plus grande que la pièce finale, mais présente la même géométrie. Le pourcentage dépend du type de métal utilisé, qui est connu avant la finalisation du moule. Cela permet de concevoir correctement l'outillage afin que la pièce finale réponde aux spécifications exactes.
Lorsque le feedstock granulé est introduit dans des machines MIM conventionnelles ou Multi-Slide, il est chauffé et injecté dans une empreinte du moule. Cette injection à haute pression crée la pièce « verte ». La pièce refroidit rapidement et est éjectée du moule. Seuls les liants fondent durant la phase de moulage, et l'outillage peut comporter plusieurs empreintes pour augmenter les cadences de production. 70% des défauts MIM proviennent de l'outillage et 15% supplémentaires du moulage, ce qui rend ces étapes déterminantes pour obtenir une pièce finale correcte et sans défaut.
Machines de moulage
La poudre métallique est mélangée à des liants plastiques et paraffiniques dans une proportion d'environ 40% de liant et 60% de métal. Cette proportion peut varier selon la taille de la poudre et le retrait souhaité de l'outillage. Les pièces MIM peuvent se rétracter de 16-21% entre leur état moulé initial (appelé état vert) et leur état final fritté. Ce rapport est appelé taux de charge en poudre. Deux méthodes courantes permettent de mélanger les matériaux MIM : l'utilisation d'un mélangeur planétaire ou d'un mélangeur tubulaire. Ces mélangeurs homogénéisent le matériau, à température ambiante ou à chaud. Lorsqu'il est chauffé, le matériau est mélangé à une température provoquant la fusion des liants. Le mélange se poursuit jusqu'à ce que la poudre métallique soit uniformément enrobée de liants. La masse est ensuite refroidie et granulée. Les deux procédés de mélange sont réalisés par lots, garantissant un enrobage uniforme de la poudre métallique par les liants. Le mélange granulé obtenu, appelé feedstock, est alors prêt pour la machine de moulage.
Le mélangeur planétaire fonctionne par lots et est plus lent. Il produit des mélanges hétérogènes et introduit davantage de variables que les autres mélangeurs disponibles. Le mélangeur tubulaire, qui fonctionne également par lots, est la méthode privilégiée par OptiMIM. Il offre un débit plus élevé et produit des mélanges homogènes avec moins de variables.
Compoundage
OptiMIM utilise des machines MIM conventionnelles dont le temps de cycle typique est d'environ deux injections par minute. Elles sont idéales pour les pièces de plus grande taille ainsi que pour les pièces à plusieurs empreintes produites en grands volumes. Les machines MIM conventionnelles nécessitent un outillage complexe, de longs systèmes de canaux d'alimentation et un temps de séjour important de la matière dans la machine et le moule. Certains outillages destinés aux machines MIM conventionnelles peuvent avoir une durée de vie plus courte selon la complexité de la pièce.
Dans la cinquième partie de cette série, vous découvrirez comment la pièce passe de l'état « vert » à l'état « brun ». Le prochain blog portera sur l'étape de déliantage du procédé MIM.
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