Personalizzare i materiali MIM per una maggiore libertà progettuale

Le aspettative dei produttori hanno raggiunto livelli mai visti prima. I clienti si rivolgono a consumatori che desiderano qualcosa in più: maggiore resistenza e densità, prodotti più durevoli, qualcosa di unico, personalizzato per le loro esigenze. Come può un'azienda di stampaggio a iniezione di polveri metalliche (MIM) tenere il passo con i tempi?

Come si può risolvere la limitata libertà progettuale che i produttori hanno dovuto affrontare in passato? Tutto dipende dalla base stessa del processo MIM: il feedstock. OptiMIM punta a produrre con la giusta miscela di materiali per creare componenti personalizzati che soddisfano gli standard più elevati.  

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Che cos'è il feedstock?

Ma cos'è esattamente il feedstock? Alla base, è una tecnologia ibrida tra la metallurgia delle polveri e lo stampaggio a iniezione della plastica. Una polvere metallica fine e sferica, quasi simile alla polvere, viene miscelata con plastica e cera di paraffina, ovvero quello che chiamiamo sistema legante. Lo scopo del sistema legante è conferire al pezzo la forma della geometria desiderata, mentre la polvere metallica accompagna il processo.

Il feedstock finale è composto approssimativamente dal 40% di legante e dal 60% di metallo in volume, con particelle di polvere di dimensioni comprese tra 10 e 25 micron. Un micron equivale a un milionesimo di metro e, per fare un confronto, 40 micron rappresentano la particella più piccola visibile all'occhio umano. Sapevate che il capello umano medio ha una larghezza di 100 micron? Tutti e tre i materiali vengono miscelati, estrusi dal nostro sistema di miscelazione proprietario e granulati.

I granuli vengono quindi alimentati nelle presse per stampaggio a iniezione e formati nel primo stadio del pezzo: il "pezzo verde". A valle si svolgono molti altri processi per produrre il pezzo finale a forma netta, ma il feedstock ne costituisce la struttura di base.

Controllo di processo del feedstock

La formulazione personalizzata delle leghe aggiunge un livello di complessità al processo. Per garantire coerenza ottimale delle prestazioni e delle proprietà meccaniche, è fondamentale che i fornitori dispongano di una miscela di feedstock valida, uniforme e ripetibile. Nel combinare più materiali nel feedstock, le conoscenze e l'esperienza dei metallurgisti devono essere precise, con controlli molto rigorosi. Sono necessari controlli dimensionali costanti non solo da pezzo a pezzo, ma anche da lotto a lotto. È ciò che consente a OptiMIM di ottenere ogni volta un ritiro prevedibile e ripetibile dei componenti durante la fase di sinterizzazione.

Con particolare attenzione al controllo dimensionale costante, è possibile dedicare il tempo e l'investimento necessari a ottimizzare completamente il progetto per le prestazioni, senza i vincoli tradizionalmente associati ad altri processi.

Libertà progettuale con lo stampaggio a iniezione di polveri metalliche

Le prestazioni del prodotto sono fondamentali. La personalizzazione del feedstock MIM consente di progettare tecnologie e pezzi finali che non possono essere realizzati con nessun altro mezzo. Anziché limitarsi a scegliere un materiale adatto a un pezzo, è opportuno creare la combinazione perfetta per ottenere prestazioni ottimali.

Grazie alla capacità di produrre internamente il proprio feedstock, OptiMIM risolve numerosi problemi progettuali complessi. La combinazione di stampaggio a iniezione della plastica e metallurgia delle polveri offre agli ingegneri progettisti libertà dai vincoli tradizionali della formatura di acciaio inossidabile, ferro-nichel, rame, titanio e altri metalli. E, a differenza di altri fornitori, gli ingegneri non sono vincolati a un metallo standard che compromette i requisiti prestazionali del progetto.

L'utilizzo di materiali errati in qualsiasi processo può influire sulle prestazioni del pezzo. Per questo, la selezione di specifiche caratteristiche del materiale con un grado di regolazione più preciso offre migliori prestazioni del pezzo. La combinazione proprietaria di metallo, cera e polimeri plastici, insieme ad altri controlli di processo, ci consente di fornire tolleranze più strette, densità elevate e finiture lisce rispetto ad altre forme di stampaggio a iniezione dei metalli, producendo al contempo pezzi precisi e complessi in grandi quantità. Poiché OptiMIM controlla tutte le variabili dello sviluppo del feedstock e dei processi produttivi, offriamo un maggiore controllo delle tolleranze da pezzo a pezzo e da lotto a lotto, con una capacità di processo superiore. Questa integrazione verticale ci offre un vantaggio unico nel settore MIM.

Progettare componenti metallici per le prestazioni

Gli ingegneri progettisti possono considerare il processo MIM come una pagina bianca. Il MIM crea la geometria del componente collocando il materiale solo dove necessario per funzionalità e resistenza. Più componenti possono essere combinati in un singolo componente MIM e la geometria risultante è più resistente, più conveniente e generalmente più vicina all'intento progettuale originale rispetto all'assemblaggio di più pezzi. Consolidando i componenti, il rischio viene mitigato grazie alla minore possibilità di guasto del pezzo.

Poiché tutte le caratteristiche saranno progettate negli stampi, la complessità del pezzo non determinerà il costo. I metodi di progettazione convenzionali, come la sbavatura o la smussatura di un pezzo stampato, spesso comportano un prezzo del pezzo più elevato all'aumentare della complessità.

Il MIM eccelle nell'intersezione tra complessità, precisione, quantità e prestazioni, e tutto inizia con feedstock formulato su misura. Il materiale scelto deve garantire pezzi ad alte prestazioni, indipendentemente dalla complessità del componente.