Confronto tra stampaggio a iniezione di metalli e metallurgia in polvere

I produttori di tutto il mondo sono sempre alla ricerca di componenti metallici con prestazioni migliori. Vogliono una maggiore libertà di progettazione senza sacrificare i costi. Quando i metodi tradizionali di fusione non sono più all'altezza, i produttori si rivolgono ad altri processi di stampaggio per portare avanti i loro prodotti.

Se hai familiarità con la metallurgia in polvere (PM), sai che le parti sono formate da metallo che viene pressato insieme in uno stampo e poi sinterizzato. Lo stampaggio a iniezione di metalli (MIM) è un processo complementare che utilizza anche particelle metalliche, molto più fini, per produrre componenti ad alta densità con flessibilità di progettazione tridimensionale.

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Dove differiscono i

materiali

MIM PM e MIM utilizzano le stesse polveri di base ed entrambi i processi consentono l'uso di leghe personalizzate, tuttavia, la differenza fondamentale nel materiale è la dimensione delle particelle. Le polveri più grossolane utilizzate nel PM sono ampiamente conosciute e il percorso per produrle è poco costoso. Le polveri MIM sono molto più piccole, quindi il processo e l'energia per produrle, in quella gamma di dimensioni, sono più costose da produrre.

Il costo del metallo in polvere è un fattore chiave quando si confrontano i materiali MIM e PM. Le polveri MIM sono in genere più costose delle polveri PM poiché sono più fini (-20 micron contro +100 micron). Tuttavia, a causa del materiale più fine, il MIM produce una porosità significativamente inferiore.

Lo sapevi? Il PM raggiunge tutta la densità nella fase di compattazione (85-92% di densità), mentre la densità MIM deriva dalla sinterizzazione, un legame di diffusione. (95%+ densità)

Gli

ingegneri spesso confondono il MIM e il PM convenzionale, dato che i due iniziano con il metallo in polvere. Il PM si basa su una compattazione uniassiale ad alta pressione. Il PM è più adatto per forme semplici che possono essere facilmente espulse dalla cavità dello stampo. È qui che il MIM differisce. Con il MIM, ci sono pochissime restrizioni, se non nessuna, che consentono la libertà di progettazione tridimensionale.

Altri miglioramenti del design per i componenti MIM includono:

• Consolidamento delle parti
• Spessore uniforme
• delle pareti Carotaggio e riduzione della massa
• Fori e fessure
• Sottosquadri
• Filettature
• Zigrinatura, lettere e loghi

Proprietà fisiche

Sebbene i processi MIM e PM possano sembrare simili, le principali differenze si trovano nelle proprietà finali del componente finito, principalmente nella densità finale. Quando si utilizza il processo PM, l'attrito tra la polvere e l'utensile rende il componente finale non uniforme, mentre le parti MIM sono uniformi in tutte le direzioni.

Inoltre, la sinterizzazione per MIM avviene a temperature molto più elevate rispetto al PM (2350-2500F° contro 1800-2000F°). Le polveri metalliche PM più grandi, combinate con temperature di sinterizzazione più basse, fanno sì che il componente PM finale abbia proprietà fisiche inferiori, rendendo i componenti MIM circa due volte più resistenti, con una tenacità e una resistenza alla fatica significativamente migliori.

Dove si inserisce il MIM?

Quando si aggiungono i costi per materie prime e attrezzature più costose, si realizzano i risparmi quando si tratta di componenti ad alta densità e ad alta complessità che non possono essere realizzati con nessun altro processo di produzione. Il PM può essere un'alternativa economica per parti semplici, ma il MIM può produrre geometrie di parti che eliminano le operazioni secondarie, il che può comportare un notevole risparmio sui costi.

Molti dei nostri clienti ottengono risparmi sostanziali quando combinano due o più sottocomponenti in un unico componente MIM. Ulteriori risparmi si ottengono se si considerano i vantaggi di materiali, progettazione, assemblaggio e logistica del processo MIM.

Come illustrato nel grafico sottostante, c'è un certo grado di complessità e volume che deve essere considerato per rendere il MIM la scelta di produzione più economica.

Produttore leader di stampaggio a iniezione di metalli

In ogni progetto, miriamo a fornire parti più coerenti, in modo più efficiente, a costi inferiori. Il nostro obiettivo è quello di eliminare le spese associate a processi secondari come la lavorazione meccanica, ottenendo la forma netta la prima volta.

In questo modo costruiamo stampi più efficienti per la produzione di grandi volumi e che inseriscono in anticipo tutta la complessità necessaria per evitare costose lavorazioni e operazioni secondarie.

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