La sinterizzazione è la fase finale cruciale del processo di stampaggio a iniezione di polveri metalliche (MIM), nella quale i "pezzi bruni", già sottoposti a rimozione del legante, vengono trasformati in componenti solidi e finiti. Questi pezzi vengono collocati con cura su appositi vassoi in ceramica, progettati per ridurre al minimo gli spostamenti durante l'intenso calore del processo di sinterizzazione. I vassoi vengono quindi caricati in un forno ad alta temperatura, dove i pezzi vengono riscaldati gradualmente. Questo riscaldamento controllato consente l'evaporazione del materiale legante residuo, garantendo un prodotto finale puro e denso.
Con l'aumento della temperatura all'interno del forno, si raggiunge un punto in cui le singole particelle metalliche del pezzo iniziano a unirsi tra loro. Questo processo di unione, guidato dalla diffusione atomica, consolida il componente e gli conferisce la forma e la resistenza finali. Durante la sinterizzazione, il pezzo subisce in genere un ritiro di circa 20%, un fattore critico che gli ingegneri devono considerare nella fase iniziale di progettazione. Al termine della sinterizzazione, il forno si raffredda e i pezzi vengono rimossi con cura. In questa fase sono considerati finiti, sebbene alcuni possano essere sottoposti a ulteriori lavorazioni, quali lavorazione meccanica o rivestimento superficiale, per soddisfare requisiti applicativi specifici.
Tipi di forni
Per la produzione MIM sono disponibili due tipi di forni: forni continui e forni discontinui. I forni continui possono eseguire la rimozione del legante e la sinterizzazione nella stessa fase. Le temperature raggiungono valori prossimi alla temperatura di fusione del metallo base e questi forni sono adatti esclusivamente alla produzione di grandi volumi. Anche i forni discontinui raggiungono temperature prossime alla temperatura di fusione del metallo base, ma hanno tempi di processo molto più brevi rispetto ai forni continui. Questi forni operano sotto vuoto e durante il processo viene immesso un gas di flusso nel forno: tali gas possono essere azoto, argon o idrogeno. Per questi forni sono inoltre necessarie apparecchiature di supporto, tra cui un generatore di idrogeno, un generatore di azoto e un generatore di alimentazione di emergenza di riserva per il raffreddamento della camera in caso di interruzione dell'alimentazione elettrica.
Problemi durante la sinterizzazione
Durante la sinterizzazione possono verificarsi problemi, motivo per cui la fase di progettazione è fondamentale per evitare difetti nel pezzo finale. Tra questi problemi rientra la mancata considerazione della gravità o dell'attrito. Il pezzo risultante può deformarsi. Per ridurre al minimo questo rischio, i nostri ingegneri adottano diverse soluzioni, tra cui distanziatori, l'aggiunta di una nervatura di supporto al pezzo e la coniatura. Un pezzo può inoltre presentare problemi di cedimento. L'uso di appositi supporti che sostengono in posizione verticale le parti maggiormente soggette a cedimento può risolvere questo problema. I pezzi possono anche essere collocati in uno speciale vassoio in ceramica oppure includere un canale di colata.
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