Etapas e regras de projeto do processo de moldagem por injeção de metal

Etapas e regras de projeto do processo de moldagem por injeção de metal

Moldagem por injeção de metalé a moldagem por injeção tradicional, que altera a fabricação de peças sólidas de metal usando a tecnologia de moldagem por injeção. Nesse processo, a matéria-prima é uma mistura em pó de metal e polímero. Por esta razão, o MIM às vezes é chamado de moldagem por injeção de pó (PIM). Usando uma máquina de moldagem por injeção padrão, o pó é derretido e injetado no molde, onde é resfriado e solidificado na forma da peça desejada. O processo de aquecimento subsequente remove o polímero indesejado e produz uma peça de metal de alta densidade. A moldagem por injeção de metal é adequada para a produção de pequenas peças de metal em grandes quantidades. Ao contrário da moldagem por injeção, essas peças podem ser geometricamente complexas e ter paredes e detalhes finos. O uso de pó de metal permite o uso de uma variedade de ligas de ferro e não ferro e as propriedades do material (resistência, dureza, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, etc.) se aproximam daquelas feitas de metal forjado. Além disso, como o metal não é fundido no processo MIM (incluindo o processo de fundição), a superliga pode ser usada para prolongar a vida útil da ferramenta sem nenhum impacto negativo. Metais comumente usados ​​em MIM incluem o seguinte:

Aço de liga leve;

aço inoxidável;

Aço de alta velocidade;

Poste de ferro;

Liga de cobalto;

Liga de cobre;

Liga de níquel;

Liga de tungstênio;

Liga de titânio.

Peças metálicas fabricadas a partir do processo MIM são encontradas em muitas indústrias, incluindo aeroespacial, automobilística, bens de consumo, odontologia médica e telecomunicações. Os componentes MIM podem ser encontrados em acessórios para telefones celulares, artigos esportivos, ferramentas elétricas, instrumentos cirúrgicos e vários dispositivos eletrônicos e ópticos.

Acessórios eletrônicos de moldagem por injeção de metal incluem as seguintes etapas:

MIM preparação de matéria-prima

Preparação da matéria-prima - o primeiro passo é a mistura em pó de metal e polímero. O metal em pó usado aqui é mais fino (geralmente 20 mícrons) do que os usados ​​nos métodos tradicionais de metalurgia do pó. O pó de metal é misturado com um aglutinante termoplástico quente, resfriado e depois granulado para formar uma matéria-prima uniforme. As matérias-primas obtidas são tipicamente 60 por cento de metal e 40 por cento de polímero (volume).

MIM moldagem por injeção

Moldagem por injeção - O pó cru usa os mesmos equipamentos e ferramentas que são usados ​​para moldagem por injeção de plástico. Portanto, o design da peça de sinterização da cavidade do molde é cerca de 20% maior, representando o encolhimento. No ciclo de moldagem por injeção, as matérias-primas são fundidas e injetadas na cavidade do molde, onde são resfriadas e solidificadas na forma de peças. Uma parte do "verde" moldado é ejetada e depois limpa para remover toda a memória flash.

MIM desengordurar

Desengorduramento - Nesta etapa, o adesivo de polímero metálico é removido. Em alguns casos, a parte "verde" do primeiro solvente desengraxante é colocada em água ou banho químico para dissolver a maior parte do adesivo. Após (em vez de 1) nesta etapa, é realizado o desengorduramento térmico ou pré-sinterização. Uma parte do "verde" é aquecida em um forno de baixa temperatura para remover o adesivo de polímero por evaporação. Como resultado, a parte metálica "marrom" restante conterá cerca de 40% do espaço vazio no volume.

Sinterização MIM

A etapa após a sinterização é a sinterização para reduzir o espaço vazio em cerca de 1-5 por cento, de modo a produzir uma peça metálica com alta densidade na parte "marrom" (95-99 por cento) do forno de alta temperatura ( até 2500 graus F). O forno usa uma atmosfera de gás inerte e apresenta uma temperatura próxima a 85% do ponto de fusão do metal. Esse furo de processo é removido do material, resultando na redução da peça para 75-85 por cento de seu tamanho de moldagem. No entanto, esse encolhimento é uniforme e pode ser previsto com precisão. A peça obtida mantém a alta tolerância da forma moldada original, mas a densidade é muito maior agora.

Após a conclusão do processo de sinterização, a operação secundária necessária pode melhorar a tolerância ou o acabamento superficial. No entanto, como uma parte de um metal fundido, alguns processos secundários podem ser realizados para adicionar novas funções, melhorar as propriedades do material ou outros componentes. Por exemplo, a peça MIM pode ser usinada, tratada termicamente ou soldada.

Regras de projeto de moldagem por injeção de metal (MIM):

Quando a peça de design é feita com MIM, a maioria das regras de design para moldagem por injeção ainda se aplica. No entanto, existem algumas exceções ou suplementos, como os seguintes:

Espessura da parede - assim como na moldagem por injeção de plástico, a espessura da parede não deve ser minimizada e manter toda a peça uniforme. Vale ressaltar que no processo MIM, a redução da espessura da parede não só reduz a quantidade de material e o tempo de ciclo, mas também reduz o tempo de desengorduramento e sinterização.

Rascunho - Existe moldagem por injeção de plástico e muitas empresas de MIM não precisam de nenhum rascunho. Na versão de material em pó, é mais fácil usar adesivos de polímero de moldes do que a maioria dos polímeros de moldagem por injeção. Além disso, as peças MIM esfriam completamente e encolhem em torno do recurso de moldagem antes de serem pulverizadas, porque a mistura de pó de metal precisa de mais tempo para esfriar.

Suporte de sinterização - Durante a sinterização, os componentes MIM devem ser adequadamente apoiados ou torcidos, pois podem encolher. Ao projetar a superfície plana das peças no mesmo plano, pode-se usar a bandeja de suporte plana padrão. Caso contrário, podem ser necessários suportes personalizados mais caros.