Introduction : Métal moulage par injection (MIM), c'est la combinaison du moulage par injection de plastique et de la métallurgie des poudres. Ils mélangent de la poudre métallique à un liant polymère, la font fondre et la projettent dans un moule à l'aide d'une machine de moulage par injection ordinaire.

Ensuite, il refroidit et durcit pour prendre la forme souhaitée. Le produit final est utilisé dans toutes sortes d'industries, comme le secteur médical, dentaire, aérospatial et automobile. Le processus de moulage par injection de métal est différent des méthodes de fabrication traditionnelles.

Il s'agit d'une technologie de fabrication avancée et efficace, adaptée à la fabrication de pièces métalliques nécessitant une grande précision, une géométrie complexe ou une production à grande échelle. Cet article traite principalement du moulage par injection de métaux.

Qu'est-ce que le MIM ?

Le moulage par injection de métal combine les procédés traditionnels de moulage par injection de plastique et de métallurgie des poudres, ce qui permet de mélanger la poudre de métal et le liant pour le moulage par injection.

Tout d'abord, vous mélangez la poudre que vous voulez avec un liant. Ensuite, vous faites de petites boules avec le mélange et vous le lancez dans la forme que vous voulez. Vous enlevez le liant en le brûlant et vous obtenez alors la pièce métallique que vous voulez, ou vous pouvez lui apporter d'autres modifications, comme la mouler à nouveau, lui donner un meilleur aspect, la chauffer ou la découper pour l'améliorer encore.

MIM = Métallurgie des poudres + moulage par injection

Le MIM est un produit transdisciplinaire typique. Il intègre deux technologies de traitement complètement différentes (la métallurgie des poudres et le moulage par injection plastique) pour permettre aux ingénieurs de s'affranchir des contraintes traditionnelles et d'obtenir des pièces en acier inoxydable, en nickel, en fer, en cuivre, en titane et autres métaux de forme spéciale et à bas prix par le biais du moulage par injection plastique, ce qui offre une plus grande liberté de conception que beaucoup d'autres processus de production.

Qu'est-ce que le processus MIM ?

Les étapes du moulage par injection de métaux sont les suivantes : d'abord, choisir la poudre de métal qui répond aux exigences du moulage par injection de métaux et la mélanger à un liant organique à une certaine température par une méthode appropriée pour obtenir une charge uniforme, puis, après la granulation, utiliser une machine de moulage par injection pour l'injecter dans la cavité du moule sous un état plastique chauffé pour obtenir une ébauche formée, puis la dégraisser par extraction chimique ou par solvant, et enfin obtenir le produit final par frittage et par densification.

Poudre métallique

La taille des particules de la poudre métallique utilisée dans le processus de moulage par injection de métal est généralement comprise entre 0,5 et 20 micromètres. En théorie, plus les particules sont fines, plus la surface spécifique est grande et plus il est facile de mouler et de fritter. Le processus traditionnel de métallurgie des poudres utilise des poudres plus grossières, d'une taille supérieure à 40 micromètres.

Adhésif organique

L'adhésif organique est utilisé pour lier les particules de poudre métallique, de sorte que le mélange possède des propriétés rhéologiques et lubrifiantes lorsqu'il est chauffé dans le cylindre de la machine d'injection, c'est-à-dire qu'il constitue un support qui permet à la poudre de s'écouler.

Par conséquent, le choix de l'adhésif est la clé de l'ensemble du moulage par injection de poudre. Exigences pour les adhésifs organiques : faible dosage, c'est-à-dire que l'utilisation d'une quantité moindre d'adhésif peut conférer au mélange de meilleures propriétés rhéologiques ; non réactif, pas de réaction chimique avec la poudre métallique lors de l'enlèvement de l'adhésif ; facile à enlever, pas de résidu de carbone dans le produit.

Mélange et granulation

Lors du mélange, la poudre métallique et l'adhésif organique sont mélangés de manière homogène afin d'ajuster leurs propriétés rhéologiques à l'état convenant à l'utilisation du produit. moulage par injection.

L'uniformité du mélange influe directement sur sa fluidité, et donc sur les paramètres du processus de moulage par injection, voire sur la densité et d'autres propriétés du matériau final. Les déchets générés au cours du processus de moulage par injection peuvent être broyés, granulés et recyclés.

Moulage par injection

Le processus de cette étape est fondamentalement le même que le processus de moulage par injection de plastique, et les conditions d'équipement sont fondamentalement les mêmes.

Au cours du processus de moulage par injection, le mélange est chauffé dans le cylindre de la machine d'injection pour former une matière plastique aux propriétés rhéologiques, puis injecté dans le moule sous une pression d'injection appropriée pour former une ébauche. La densité de l'ébauche moulée par injection doit être uniforme au niveau microscopique afin que le produit se rétracte uniformément pendant le processus de frittage.

Le contrôle des paramètres de moulage tels que la température d'injection, la température du moule, la pression d'injection et le temps de maintien est crucial pour obtenir un poids vert stable. Il est nécessaire d'empêcher la séparation et la ségrégation des composants dans le matériau d'injection, sous peine de provoquer des pertes dimensionnelles, des déformations et des rebuts.Décollement

Le liant organique contenu dans l'ébauche moulée doit être éliminé avant le frittage. C'est ce qu'on appelle le décollement. Le processus de décollement doit garantir que le liant est progressivement évacué des différentes parties de l'ébauche le long des minuscules canaux entre les particules sans réduire la résistance de l'ébauche.

Après l'extraction d'une partie du liant par le solvant, le liant restant doit également être éliminé par décollement thermique. Pendant le décollement, la teneur en carbone de l'ébauche doit être contrôlée et la teneur en oxygène doit être réduite.

Frittage

Le frittage est effectué dans un four de frittage à atmosphère contrôlée. La densité élevée des pièces MIM est obtenue grâce à une température de frittage élevée et à un temps de frittage long, ce qui renforce et améliore considérablement les propriétés mécaniques du matériau de la pièce.

Post-traitement

Pour les pièces présentant des exigences dimensionnelles plus précises et des exigences de performance particulières, vous devez procéder à un post-traitement. Ce processus est le même que le processus de traitement thermique des pièces métalliques classiques de forme complexe.

Quels sont les avantages de la MIM ?

Le MIM combine les avantages de la métallurgie des poudres et du moulage par injection plastique. Il dépasse les limites des procédés traditionnels de moulage de poudres métalliques en ce qui concerne la forme des produits. Il utilise la technologie du moulage par injection de plastique pour la production de masse et le formage efficace de pièces de forme complexe. Il est devenu une technologie de formage proche du filet pour la fabrication moderne de pièces de précision de haute qualité.

L'usinage CNC peut être utilisé pour le traitement secondaire des pièces MIM, comme l'usinage des trous, l'usinage des filets, la rectification des surfaces, etc. pour répondre à des exigences techniques spécifiques.

Pièces très complexes pouvant être formées

Par rapport à d'autres procédés de formage des métaux tels que l'emboutissage de la tôle, le MIM permet de fabriquer des pièces aux formes très complexes.

Le MIM peut également produire les mêmes formes complexes que le moulage par injection de plastique.

C'est pourquoi le MIM permet de fabriquer en une seule pièce des pièces qui étaient auparavant produites par d'autres procédés de formage des métaux.

L'usinage CNC peut être utilisé pour le traitement secondaire des pièces MIM, tel que l'usinage des trous, l'usinage des filets, la rectification des surfaces, etc.

Taux élevé d'utilisation des matériaux

Le formage MIM est un processus de formage proche du filet. La forme de ses pièces est proche de la forme du produit final et le taux d'utilisation des matériaux est élevé, ce qui est particulièrement important pour la perte de traitement des métaux précieux.

Les techniques de métal poreux et les procédés de moulage par injection de métal peuvent se compléter et se développer mutuellement à l'intersection de la fabrication et de l'application des matériaux, poussant la technologie de fabrication des matériaux vers une direction plus efficace et plus complexe.

La microstructure des pièces est uniforme, la densité est élevée et les performances sont bonnes.

Le MIM est un procédé qui permet de fabriquer des objets à partir d'un liquide. La colle permet à la poudre de coller ensemble, de sorte que l'objet fabriqué ne présente pas de trous. Il est alors possible de rendre l'objet fabriqué aussi lourd qu'il est censé l'être.

En général, le MIM permet de fabriquer des produits d'un poids de 95% à 99%. Si vous rendez les choses lourdes, elles deviennent plus résistantes. Ils deviennent également plus résistants, plus extensibles et mieux à même de transporter l'électricité et la chaleur. Ils deviennent également de meilleurs aimants.

La densité des pièces pressées par le moulage traditionnel de la poudre ne peut atteindre que 85% de la densité théorique au maximum. Cela est principalement dû au frottement entre la paroi du moule et la poudre et entre les poudres, qui fait que la pression de pressage est répartie de manière inégale, ce qui entraîne une microstructure inégale de l'ébauche pressée.

La température de frittage doit donc être abaissée pour réduire cet effet, ce qui entraîne une grande porosité, une mauvaise densité du matériau et une faible densité des produits, ce qui affecte gravement les propriétés mécaniques des pièces.

Rendement élevé, facilité de production en masse et à grande échelle

Le MIM utilise moulage par injection Les machines de moulage par injection permettent de mouler des billettes vertes, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la consommation et convient à la production de masse ; en même temps, la cohérence et la répétabilité des produits moulés par injection sont bonnes, ce qui constitue une garantie pour la production industrielle de masse et à grande échelle.

La technologie du moulage par injection de métaux présente des avantages significatifs pour la fabrication de pièces en alliages magnétiques doux et peut répondre aux exigences de formes complexes et de haute précision, tout en réduisant les coûts de production et en améliorant l'efficacité de la production.

Large gamme de matériaux applicables et vastes domaines d'application

De nombreux matériaux métalliques peuvent être utilisés pour le MIM. Fondamentalement, tout matériau en poudre pouvant être coulé à haute température peut être transformé en pièces par MIM, y compris les matériaux difficiles à traiter et ceux dont le point de fusion est élevé dans le processus de fabrication traditionnel.

Les matériaux métalliques qui peuvent être traités par MIM comprennent l'acier faiblement allié, l'acier inoxydable, l'acier à outils, l'alliage à base de nickel, l'alliage de tungstène, le carbure cémenté, l'alliage de titane, le matériau magnétique, l'alliage de Kovar, les céramiques de précision, etc.

Le MIM peut également effectuer des recherches sur les formules de matériaux en fonction des exigences de l'utilisateur, produire des alliages de toutes sortes et transformer des matériaux composites en pièces.

Le moulage MIM d'alliages non ferreux d'aluminium et de cuivre est techniquement possible, mais il est généralement réalisé par d'autres méthodes plus économiques, telles que le moulage sous pression ou l'usinage.

Quelles sont les caractéristiques des produits MIM ?

Complexité

Le MIM, comme le moulage par injection, n'a aucune restriction de forme. Le MIM étant un processus de moulage, l'ajout de caractéristiques n'entraîne pas de coûts supplémentaires, ce qui en fait un excellent moyen de combiner des pièces pour obtenir des produits multifonctionnels. Les règles de conception du MIM sont très proches de celles du moulage par injection, ce qui le rend adapté à presque tous les produits.

Précision

La précision du moulage net de la conception de référence du MIM est généralement de ± 0,5% de la taille. Le moulage net de certaines caractéristiques peut atteindre ± 0,3%. Comme pour d'autres technologies, plus l'exigence de précision est élevée, plus le coût l'est aussi, de sorte qu'un assouplissement modéré des exigences de tolérance est encouragé si la qualité le permet. Les tolérances qui ne peuvent être atteintes avec le MIM en un seul passage peuvent l'être avec l'aide d'un traitement de surface.

Poids et taille

Le MIM est idéal pour les pièces de moins de 100 grammes, et celles de moins de 50 grammes sont les plus rentables. Toutefois, il est possible de fabriquer des pièces jusqu'à 250 grammes. Le coût principal du MIM étant la matière première, le MIM utilise de nouvelles technologies pour réduire le poids des pièces autant que possible.

Comme pour les pièces en plastique, le poids des pièces peut être réduit en utilisant des noyaux et des supports sans affecter l'intégrité du produit. Le MIM est idéal pour les très petites pièces et les micro-pièces, et des poids inférieurs à 0,1 gramme sont possibles. Le poids n'est pas un facteur limitatif et des pièces de plus de 250 mm de long peuvent être fabriquées.

Éclaircissement

Pour le MIM, les épaisseurs de paroi inférieures à 6 mm sont les meilleures. Il est possible d'aller plus loin, mais cela coûtera plus cher parce que cela prendra plus de temps et que vous utiliserez plus de matériaux. Il est également possible d'aller jusqu'à 0,5 mm d'épaisseur, mais c'est plus difficile à concevoir.

Production

Le MIM est un procédé très souple qui permet de fabriquer des milliers, voire des millions de pièces par an à un coût très faible. Comme les moulages et le moulage par injection, le MIM nécessite l'achat de moules et d'outillage, ce qui se répercute généralement sur le coût des petites quantités de pièces.

Matières premières

Le MIM peut traiter un grand nombre de matériaux, tels que les ferro-alliages, les superalliages, les alliages de titane, les alliages de cuivre, les métaux réfractaires, les carbures cémentés, les céramiques et les composites à matrice de particules métalliques. Les alliages non ferreux d'aluminium et de cuivre sont techniquement possibles, mais ils sont généralement fabriqués par d'autres méthodes moins coûteuses, comme le moulage sous pression ou l'usinage.

Quelles sont les applications de la MIM ?

Le MIM est utilisé dans l'électronique grand public, les pièces automobiles, les appareils médicaux, les outils électriques, les équipements industriels et les produits de première nécessité.

Électronique grand public

Les produits électroniques grand public comprennent généralement les smartphones, les tablettes, les ordinateurs portables, les appareils photo numériques, les vêtements intelligents, les drones, etc.

En 2010, la technologie du processus MIM a été utilisée pour l'apparence du panneau du téléphone mobile BlackBerry, ce qui a ouvert l'application de masse des pièces MIM dans les téléphones mobiles.

Apple a également commencé à utiliser des pièces en MIM depuis 2010 et a élargi le champ d'application de la MIM. Les pièces MIM telles que les pièces d'interface d'alimentation, les plateaux de cartes, les charnières, les anneaux d'appareil photo, les boutons, etc. ont été utilisées avec succès sur les téléphones mobiles.

Alors que les smartphones et les vêtements intelligents deviennent de plus en plus légers et minces, les éléments qu'ils contiennent deviennent de plus en plus raffinés et compliqués. C'est pourquoi le MIM est appelé à jouer un rôle important.

Pièces détachées automobiles

Dans le domaine de la fabrication de pièces automobiles, la technologie MIM est un procédé de formage de pièces métalliques sans découpe qui permet d'économiser des matériaux et de réduire les coûts de production. C'est pourquoi la technologie MIM a reçu une grande attention de la part de l'industrie automobile et a commencé à être utilisée sur le marché des pièces automobiles dans les années 1990.

Actuellement, l'industrie automobile utilise la technologie MIM pour fabriquer des pièces bimétalliques de forme complexe et des micro-pièces groupées, telles que des pièces de turbocompresseurs, des bagues de régulation, des pièces d'injecteurs de carburant, des aubes, des boîtes de vitesses, des pièces de direction assistée, etc.

Dispositifs médicaux

Dans le domaine des dispositifs médicaux, les accessoires médicaux produits par le processus MIM sont d'une grande précision et peuvent répondre aux exigences de petite taille, de grande complexité, de propriétés mécaniques élevées et autres exigences des accessoires requis par la plupart des dispositifs médicaux de haute qualité.

Ces dernières années, les applications de la technologie MIM sont devenues de plus en plus étendues, comme les poignées chirurgicales, les ciseaux, les pinces, les pièces dentaires, les pièces d'articulation orthopédique, etc.

Outils électriques

Le traitement des pièces d'outils électriques est très compliqué, le coût de traitement est élevé, le taux d'utilisation des matériaux est faible et la dépendance à l'égard du MIM est élevée. Les produits typiques comprennent les fraises de forme spéciale, les outils de coupe, les fixations, les micro-engrenages, les machines à desserrer, les machines textiles, les pièces de machines à sertir développées ces dernières années, etc.

Conclusion

Le moulage par injection de métal (MIM) est un moyen sophistiqué de fabriquer des objets. Il s'agit d'un mélange de métallurgie des poudres et de plastique. moulage par injection. On mélange de la poudre de métal et d'autres substances pour obtenir une pâte. Ensuite, on la fait couler dans un moule. Ensuite, tu te débarrasses des autres substances et tu chauffes le tout.

Lorsque vous avez terminé, vous obtenez une pièce métallique de très bonne qualité. La MIM est utilisée pour fabriquer toutes sortes de choses. Ils l'utilisent en médecine, en dentisterie, dans l'espace et dans les voitures. On peut également utiliser le MIM pour fabriquer des objets difficiles à produire. C'est une bonne façon de fabriquer des choses.