Le MIM (metal injection molding) est une méthode de fabrication qui combine le moulage par injection et la métallurgie des poudres. Un liant thermoplastique et de fines poudres métalliques sont mélangés, le matériau obtenu est façonné dans des formes complexes, puis fritté et décollé. On obtient ainsi des pièces métalliques complexes dotées d’excellentes qualités mécaniques, très précises et idéales pour les pièces petites et complexes.
Méthode de moulage par injection de métal
Compounding: La préparation de la matière première, également connue sous le nom de compoundage, est la première étape du processus MIM.
Molding: La moulage par injection utilise les mêmes outils et les mêmes méthodes que le moulage par injection de plastique.
Debinding: Après le moulage par injection, le composant moulé passe à l’étape suivante connue sous le nom de procédé de retrait du liant, également appelé déliantage.
Sintering: Les composants déliés sont disposés sur des supports en céramique et chargés dans un four chauffé à haute température et doté d’un système de contrôle atmosphérique.
Finishing: Le moulage par injection de métal ne nécessite pas d’opérations de finition ou de meulage. Quelques processus de finition ou d’usinage peuvent être effectués sur la pièce frittée, selon les besoins finaux.
Processus de Moulage: Quelques opérations de finition/usinage peuvent être effectuées sur la pièce frittée, selon les besoins finaux.
Utilisation du moulage par injection de métal
En raison de tous les avantages que la métallurgie des poudres offre, elle est largement utilisée dans un large éventail d’industries, y compris l’agriculture, le domaine médical et même les biens de consommation courante.
La MPI est utilisée dans le secteur médical pour créer des équipements médicaux précis tels que :
- Outils chirurgicaux
- Implants pour l’orthopédie
- Remplacement des hanches
- Implants et couronnes dentaires
Les pièces produites par métallurgie des poudres sont utilisées en agriculture pour des articles comme les cisailles de taille et les pièces de tracteur.
Moulage par injection métallique : Avantages et inconvénients
Avantages
Formes géométriques complexes
Les composants de moulage par injection de métal peuvent être utilisés pour créer des pièces à la fois esthétiquement belles et fonctionnelles.
L’économie d’échelle
Le moulage par injection de métal est considéré comme rentable en raison de plusieurs facteurs, notamment moins de main-d’œuvre et de déchets.
Excellence constante
Les variables suivantes influent sur la capacité du moulage par injection de métal à fournir des résultats de haute qualité de manière constante :
- Reproductibilité
- Qualité constante des matières premières
- Environnement sous contrôle
Densité associée à la résistance
Les pièces de moulage par injection de métal peuvent être produites avec des qualités mécaniques exceptionnelles, telles que la résistance et la dureté, grâce à leur haute densité.
Inconvénients
Coûts de démarrage
Un four de déliantage, un four de frittage et une machine de moulage par injection sont quelques exemples d’équipements spécialisés nécessaires pour fabriquer du métal.
Délai de production
Il peut prendre des semaines ou des mois pour construire un nouveau moule et produire des pièces avec une nouvelle conception, en particulier pour des produits sophistiqués.
Le coût du changement de conception
Il est nécessaire de fabriquer un moule spécial pour façonner la pièce pour chaque conception. Si un nouveau moule doit être fabriqué en raison d’une exigence de modification de conception, les délais et les coûts augmenteront.
Matériaux les plus souvent utilisés pour le moulage par injection du métal
- 2200 similaire à PM FN-0200
4605 jusqu’à HRC 52
4140 jusqu’à HRC 60
- Fe-Ni (alliage 42, Invar, etc.)
F15 : souvent connu sous le nom de Kovar
- Les densités frittées dépendent de W et peuvent atteindre 18 g/cc.
- Fe-Si : jusqu’à 9 % de concentration en silicium
- Magnétisation supérieure Fe-Co.
L’une des techniques de production de métal les plus utilisées de nos jours est la méthode de moulage par injection de métal. Il suffit de penser qu’entre 1986 et 2004, le marché du MIM a connu une croissance importante, passant de 9 millions de dollars à plus de 380 millions de dollars. L’efficacité et le coût abordable du procédé sont deux des principaux facteurs contribuant à sa popularité.
- Fer
- Nickel
- Chrome
- Molybdène
Bien que le moulage par injection de métal soit un procédé flexible, les contraintes liées à la taille des moules peuvent le rendre inadapté aux objets volumineux et encombrants.
En raison des exigences de configuration et d’outillage associées au moulage par injection de métal, il est souvent plus approprié pour la production de masse que pour le prototypage.
La production de pièces métalliques moulées par injection est soumise à des normes de qualité spécifiques à l’industrie. Les fabricants se conforment souvent à des normes industrielles telles que la norme ISO 9001 et d’autres pour garantir la production constante de superbes composants.
Des technologies sont en cours de développement pour fournir des capacités multi-matériaux, mais le MIM a toujours utilisé un seul matériau pour chaque pièce.
Il est important de tenir compte de l’impact environnemental des composants utilisés dans le moulage par injection de métaux, tels que les liants et les poudres, même si le processus peut être assez efficace.