Introdução

A moldagem por injeção de pó metálico combina as vantagens da metalurgia do pó e das tecnologias de moldagem por injeção, ultrapassando as limitações do processo tradicional de moldagem de pó metálico na forma do produto. Ao mesmo tempo, utiliza a tecnologia de moldagem por injeção de plástico para formar peças com formas complexas em grandes quantidades e com elevada eficiência. Caraterísticas, tornou-se uma tecnologia de forma quase líquida para o fabrico moderno de peças de precisão de alta qualidade. Apresenta vantagens que a metalurgia do pó convencional, a maquinagem, a fundição de precisão e outros métodos de processamento não conseguem igualar.

MIM, o processo de moldagem por injeção de metalA tecnologia de conformação de peças metálicas, que se tornou uma nova e promissora tecnologia de conformação quase líquida em rápido desenvolvimento no domínio da metalurgia do pó, é conhecida como uma das "tecnologias de conformação de peças metálicas mais populares do mundo".

Este artigo apresenta os conceitos básicos, o fluxo do processo, as vantagens, a comparação com outros processos, os tipos de peças adequados e as aplicações MIM do processo MIM.

II. O que é a moldagem por injeção de metal?

A moldagem por injeção de metal, referida como MIM (Metal Injection Molding), é um método de mistura de pó metálico e aglutinante para moldagem por injeção.

Primeiro, mistura o pó selecionado com um aglutinante, depois granula a mistura e, em seguida, injecta-a na forma pretendida. Após o desengorduramento e a sinterização, o aglutinante é removido para obter o produto metálico pretendido, ou é então processado A moldagem subsequente, o tratamento de superfície, o tratamento térmico, a maquinagem e outros métodos tornam o produto mais perfeito.

MIM = metalurgia do pó + moldagem por injeção

O MIM é um produto interdisciplinar típico. Integra duas tecnologias de processamento completamente diferentes (metalurgia do pó e moldagem por injeção), permitindo que os engenheiros se livrem dos constrangimentos tradicionais e obtenham peças de baixo custo em aço inoxidável, níquel, ferro, cobre, titânio e outros metais com formas especiais, permitindo uma maior liberdade de design do que muitos outros processos de produção.

III.Explicação pormenorizada do processo MIM

O processo MIM divide-se principalmente em quatro fases, incluindo a granulação, a injeção, o desengorduramento e a sinterização. Se necessário, o processamento secundário, como a maquinagem ou a trefilagem e a galvanoplastia, pode ser realizado posteriormente.

Granulação

Os pós metálicos finos são misturados com aglutinantes de parafina e termoplásticos em proporções exactas. O processo de mistura é efectuado num equipamento de mistura especial, que é aquecido a uma determinada temperatura para fundir o aglutinante.

Na maioria dos casos, é utilizada maquinaria para misturar até que as partículas de pó metálico sejam uniformemente revestidas com um aglutinante e arrefecidas para formar grânulos (denominados matérias-primas), que podem ser injectados na cavidade do molde.

Injecções

As matérias-primas granulares são introduzidas na máquina para serem aquecidas e injectadas na cavidade do molde sob alta pressão, e a parte verde é obtida através de moldagem por injeção. Este processo é muito semelhante à moldagem por injeção de plástico. Os moldes podem ser concebidos com múltiplas cavidades para aumentar a produtividade e a dimensão da cavidade do molde deve ser concebida de modo a ter em conta a contração gerada durante o processo de sinterização das peças metálicas.

desnatar

O desengorduramento é o processo de remoção do aglutinante do embrião verde, sendo a parte castanha obtida após o desengorduramento. Este processo é normalmente efectuado em várias etapas. A maior parte do aglutinante é removida antes da sinterização, e a parte restante pode suportar a peça no forno de sinterização.

O desengorduramento pode ser realizado através de uma variedade de métodos, sendo o mais utilizado a extração com solventes. As peças desengorduradas são semi-permeáveis e o ligante residual é facilmente evaporado durante a sinterização.

sinterização

O lingote castanho desengordurado é colocado num forno controlado por alta temperatura e alta pressão. A peça em bruto castanha é lentamente aquecida sob a proteção de gás para remover o adesivo remanescente. Depois de o aglutinante ser completamente removido, a peça em bruto castanha é aquecida a uma temperatura muito elevada e os espaços entre as partículas desaparecem devido à fusão das partículas. A peça em bruto castanha encolhe direcionalmente para o seu tamanho concebido e transforma-se num sólido denso, resultando no produto final.

IV.Vantagens do processo MIM

O MIM combina as vantagens da metalurgia do pó e das tecnologias de moldagem por injeção de plástico, ultrapassando as limitações do processo tradicional de moldagem de pó metálico na forma do produto. Ao mesmo tempo, utiliza a tecnologia de moldagem por injeção de plástico para formar peças com formas complexas em grandes quantidades e com elevada eficiência. Tornou-se uma tecnologia de forma quase líquida para o fabrico moderno de peças de precisão de alta qualidade. Tem vantagens que a metalurgia do pó convencional, a maquinagem, a fundição de precisão e outros métodos de processamento não conseguem igualar.

Pode formar peças altamente complexas

Em comparação com outros processos de conformação de metaisCom a ajuda de técnicas como a estampagem de chapas metálicas, a moldagem de pós, o forjamento e a maquinagem, o MIM pode formar peças com formas geométricas altamente complexas.

As estruturas de peças complexas que podem ser obtidas por moldagem por injeção podem geralmente ser obtidas por MIM.

Tirando partido desta caraterística, o MIM tem a oportunidade de combinar várias peças que foram originalmente formadas por outros metais numa única peça, simplificando a conceção do produto, reduzindo o número de peças e, consequentemente, reduzindo os custos de montagem do produto.

As peças têm uma microestrutura uniforme, alta densidade e bom desempenho

A moldagem por injeção de metal é um processo de moldagem fluido. A presença do aglutinante assegura a distribuição uniforme do pó, eliminando assim a microestrutura irregular da peça em bruto, de modo a que a densidade do produto sinterizado possa atingir a densidade teórica do material.

De um modo geral, a moldagem por injeção de metal pode atingir 95% a 99% da densidade teórica. A alta densidade pode aumentar a resistência, a tenacidade, a ductilidade, a condutividade eléctrica e térmica das peças MIM e melhorar as propriedades magnéticas.

A densidade das peças prensadas por moldagem de pó tradicional só pode atingir até 85% da densidade teórica. Isto deve-se principalmente ao atrito entre a parede do molde e o pó e entre o pó e o pó, o que torna a distribuição da pressão de prensagem desigual, o que leva a que a microestrutura da peça em bruto seja desigual, o que fará com que as peças prensadas da metalurgia do pó encolham de forma desigual durante o processo de sinterização. Por conseguinte, a temperatura de sinterização tem de ser reduzida para reduzir este efeito, resultando em grande porosidade, fraca densidade do material e baixa densidade. Afecta seriamente as propriedades mecânicas das peças.

Elevada eficiência, massa fácil de atingir e produção em grande escala

O MIM utiliza uma máquina de injeção para moldar produtos verdes, o que melhora consideravelmente a eficiência da produção e é adequado para a produção em massa. Ao mesmo tempo, produtos moldados por injeção têm uma boa consistência e repetibilidade, o que constitui uma garantia para a produção industrial em massa e em grande escala.

Vasta gama de materiais aplicáveis e amplos campos de aplicação

Os materiais metálicos adequados para MIM são muito vastos. Em princípio, qualquer material em pó que possa ser fundido a altas temperaturas pode ser fabricado em peças pelo processo MIM, incluindo materiais que são difíceis de processar e materiais com elevado ponto de fusão nos processos de fabrico tradicionais.

Os materiais metálicos que Moldagem por injeção de metal pode processar incluem aço de baixa liga, aço inoxidável, aço para ferramentas, liga à base de níquel, liga de tungsténio, carboneto cimentado, liga de titânio, materiais magnéticos, liga de Kovar, cerâmica fina, etc.

Alta precisão das peças

A exatidão dimensional das peças MIM é normalmente de ±0,5% do tamanho, e o nível de precisão pode atingir mais de ±0,3%.

Para peças mais pequenas, o MIM tem uma precisão mais elevada do que outros processos de fundição injetada e geralmente não requer processamento secundário ou requer apenas uma pequena quantidade de acabamento, reduzindo assim o custo do processamento secundário.

Tal como noutros processos, quanto mais elevados forem os requisitos de precisão dimensional, mais elevado será o custo. Por conseguinte, é encorajada uma flexibilização moderada dos requisitos de tolerância quando a qualidade o permite.

As tolerâncias que o MIM não consegue atingir numa única moldagem podem ser alcançadas com a ajuda do tratamento de superfície.

V. Comparação: MIM vs. Moldagem por Injeção de Plástico Tradicional

seleção de materiais

A principal distinção no mundo da moldagem por injeção gira em torno dos materiais utilizados. Tradicional moldagem por injeção de plástico utiliza principalmente vários polímeros e plásticos. Por outro lado, a moldagem por injeção de metal (MIM) utiliza uma mistura de pós metálicos finos e um aglutinante de polímero. Esta diferença fundamental na matéria-prima e na composição não só dita o processo, como também influencia as propriedades e aplicações do produto final.

Mecânica e aparelhos de moldagem:

Apesar de ambas as metodologias utilizarem dispositivos de moldagem semelhantes, os parâmetros operativos divergem acentuadamente, devido às caraterísticas díspares dos materiais. A moldagem por injeção de metal necessita de temperaturas elevadas para fundir o pó metálico com o aglutinante e, tipicamente, engloba fases mais complexas de desbaste e sinterização após a moldagem.

Propriedades do produto final:

A MIM produz componentes metálicos com caraterísticas semelhantes aos fabricados através de técnicas ortodoxas de metalurgia, tais como maior resistência e resistência térmica. Isto contrasta com os resultados predominantemente plásticos da moldagem por injeção tradicional.

Foco na heterogeneidade dos materiais e na viabilidade de formas complexas

Variabilidade dos materiais: O MIM oferece uma gama mais alargada de opções de materiais, abrangendo vários aços, titânio e ligas à medida. Estes podem ser personalizados para requisitos específicos de robustez, longevidade e outros atributos mecânicos, ao contrário da moldagem por injeção tradicional, que se limita às caraterísticas intrínsecas dos plásticos.

Sofisticação nas formas:

A MIM é capaz de fabricar peças com geometrias elaboradas e detalhes refinados, um feito muitas vezes inatingível com a moldagem de plástico convencional. O minúsculo pó metálico utilizado na MIM facilita o aumento dos detalhes e das tolerâncias rigorosas, tornando-a apta para componentes diminutos e complexos em sectores como o aeroespacial, médico e eletrónico.

Espessura da parede e configurações internas:

O MIM é capaz de produzir componentes com paredes finas e configurações internas complexas sem sacrificar a resistência, um desafio com materiais plásticos devido às suas propriedades mecânicas divergentes.

Acabamento da superfície e tratamentos subsequentes:

Os componentes fabricados através de MIM possuem geralmente uma qualidade de superfície superior em comparação com os componentes provenientes da moldagem tradicional de plástico. Podem ser submetidos a vários melhoramentos, como polimento, revestimento ou tratamentos térmicos, para aumentar as suas propriedades funcionais ou o seu aspeto visual.

Em suma, enquanto Moldagem por injeção de metal Embora a MIM e a moldagem por injeção de plástico tradicional partilhem paralelismos processuais, as suas disparidades em termos de utilização de materiais, caraterísticas do produto e complexidade da forma são significativas. Estas distinções tornam a MIM mais adequada para cenários que exigem a resiliência e a precisão dos componentes metálicos, juntamente com a versatilidade de conceção caraterística das peças das máquinas de moldagem por injeção de plástico.

Conclusão

Neste artigo, aprofundamos as nuances da moldagem por injeção de metal (MIM), um processo que se destaca no mundo do fabrico. Em comparação com a moldagem por injeção de plástico convencional, a diversidade significativa de materiais utilizados na MIM torna-se evidente, permitindo a produção de estruturas mais complexas. A capacidade da MIM para fabricar peças moldadas por injeção de metal com designs complexos, precisão excecional e fortes propriedades mecânicas cimentou a sua posição única no fabrico, particularmente em indústrias como a aeroespacial, cuidados de saúde, componentes automóveis e eletrónica de consumo.

Em geral, a moldagem por injeção de metal representa um avanço significativo na tecnologia de fabrico, combinando os melhores aspectos dos métodos de produção de metal e plástico. O seu desenvolvimento e adaptabilidade contínuos desempenharão um papel fundamental no futuro do fabrico, impulsionando a inovação e o progresso em várias indústrias.