Lo stampaggio a iniezione di metallo è una tecnica di produzione per creare utensili realizzati con elementi metallici. Il processo di stampaggio a iniezione di metallo è spesso chiamato con la sua abbreviazione MIM. L'idea iniziale dietro alla tecnica di produzione MIM è integrare la modellatura dello stampaggio ad iniezione con gli effetti meccanici forti del metallo....

Le tecniche di colata convenzionali richiedono che il metallo sia in uno stato liquido durante la colata; la polvere di metallo utilizzata nella Stampaggio a Iniezione di Metallo consente di eseguire le operazioni di stampaggio a temperature molto più basse. A causa dei materiali diversi, tra cui la materia prima MIM e la temperatura sotto il punto di fusione del processo di stampaggio, la produzione delle parti finite richiede alcuni passaggi aggiuntivi. È il metodo migliore per la produzione in grandi volumi di piccoli pezzi metallici. La fase di stampaggio è un processo abbastanza semplice.

Fasi di produzione della Stampaggio a Iniezione di Metallo

 La fase di produzione del stampaggio a iniezione di metallo è divisa in quattro semplici passaggi. Molti contrasti esistono tra le procedure, ma quelli di seguito sono una loro panoramica generale:

• Impollinazione incrociata

Il primo passo è la miscelazione delle materie prime [leganti e polveri] in una buona miscela. Questa miscela di polvere e leganti polimerici è chiamata materia prima di alimentazione.

L'intero processo MIM si basa essenzialmente sugli effetti e lo stato della materia prima. Poiché la materia prima stessa svolge un ruolo così centrale nel metodo MIM, le particolarità della materia prima influenzeranno ogni fase dall'inizio alla fine.

• Iniezione 

Il secondo passo nella creazione della parte geometrica è chiamato “Iniezione”.

Questa operazione inizia aumentando la temperatura della materia prima per superare la temperatura di fusione del legante, una pressa forza la materia prima in una capacità di stampo.

TIl punto di ingresso, chiamato gate, viene tagliato e lo stampo viene aperto per estrarre una parte verde. La viscosità della materia prima si riduce, diminuendo la pressione di carico durante il riempimento. Si basa anche sulla temperatura e sul caricamento concreto della materia prima. 

• Rimozione del legante 

Il terzo passo nella fase di produzione del stampaggio a iniezione di metallo è il debinding. Questo passaggio estrae il legante e produce una densificazione primaria per fornire energia alla parte e facilitarne la manipolazione. Tre metodi sono frequentemente usati: estrazione con solvente, wicking e decomposizione termica.

La procedura di debinding è il passaggio giudiziario di massa nella produzione MIM. Il successo dipende da quanto accuratamente viene rimosso il legante. Durante il debinding, il blocco modellato deve affrontare le tensioni generate dal taglio dei leganti dall'interno della parte mantenendo comunque la sua forma. 

• Sinterizzazione 

La sinterizzazione è l'ultimo passo, in cui la parte raggiunge la sua densità finale. La posizione viene posta su un supporto in un forno e sottoposta a un'atmosfera riducente o inter-atmosfera. L'atmosfera si sviluppa appena sotto il punto di fusione del materiale, seguendo un profilo particolare.

Il ciclo di sinterizzazione è simile a quello di qualsiasi sinterizzazione standard. La principale forza motrice è l'eliminazione dell'energia esterna. Di conseguenza, la parte composta da atomi minuscoli richiede meno forza per densificarsi. 

Differenza tra MIM e Lavorazione

Per quanto riguarda la comparabilità, MIM probabilmente si abbina bene con strumenti lavorati al fine di elementi finiti. In generale, gli elementi MIM possono essere utilizzati allo stesso modo delle parti lavorate, mediche, aerospaziali e, in alcuni casi, gli strumenti MIM sembrano più vicini alle parti lavorate. Tuttavia, quando si tratta di dettagli, il MIM offre molti vantaggi per elementi di precisione che la lavorazione non risolve.

Geometria Isolata

Il MIM offre capacità di geometria individuale e complessità. La lavorazione presenta complessità limitata, lavorabilità e privilegio di progettazione, ed è spesso più difficile da lavorare su elementi multiplex. Man mano che i dettagli diventano più complessi, il MIM diventa più conveniente perché più il tuo strumento è complicato, più tempo macchina sarà necessario per produrlo.

Forza & Produzione 

Mentre entrambe le procedure producono strumenti ben costruiti, gli elementi MIM non subiscono stress attivato dalla macchina o forza centrale, che può causare deformazioni nel tempo e potenziali errori dello strumento. Gli strumenti MIM sono modellati usando macchine di stampaggio tradizionali e poi vengono inseriti in un forno dove la cera viene dissolta dall'elemento, lasciando un pezzo solido e resistente.

Contributo dello Stampaggio 

Quando si produce un elemento MIM, il coinvolgimento dello strumento è generalmente limitato al contributo dello stampo. Significa che lo stampo o lo strumento è complesso, quindi si ha un costo aggiuntivo legato alla difficoltà del tuo elemento. Con la lavorazione, se si aggiunge complessità, si aggiungono nuovi costi e tempi di lavorazione allo strumento.

Scarto di Materiale

Lo scarto di materiale non si disperde con la procedura MIM. È importante poiché si paga per quello scarto come cliente collegato a uno strumento lavorato. Attraverso la procedura MIM, non è necessario utilizzare denaro che potrebbe essere impiegato altrove.

Dimensioni 

Il MIM è più efficace nell'aumentare le dimensioni. La lavorazione richiede molto tempo per produrre strumenti complessi, quindi se si desidera passare da 10.000 a 20.000 dispositivi alla settimana, bisogna acquistare più macchine CNC per raggiungere le dimensioni desiderate.

Motivi: Perché scegliere lo Stampaggio a Iniezione di Metallo 

Ci sono diverse ragioni per adottare il processo di stampaggio a iniezione di metallo. Alcune di esse sono:

1- La procedura può realizzare parti con materiali a bassa lavorabilità poiché l'angolo di geometria complessa può essere modellato correttamente con una buona proporzione senza lavorazione. 

2- Il MIM ha una elevata capacità di produzione che può ridurre i tempi di consegna per la produzione di parti una volta che lo stampo è stato realizzato e i parametri del processo sono stati ottimizzati. 

3- Questa procedura può ridurre il costo del materiale grazie al minor numero di lavorazioni alternative e all'elevata velocità di produzione sopra menzionata.

4- Le parti prodotte tramite stampaggio a iniezione di metallo hanno un effetto causale elevato e una maggiore libertà rispetto alla fusione perché la riduzione è più prevedibile nel stampaggio a iniezione di polveri, e le dimensioni di ingresso sono molto più piccole rispetto ai materiali fusi.

Quali sono alcuni vantaggi dello Stampaggio a Iniezione di Metallo

Lo stampaggio a iniezione di metallo presenta vari benefici rispetto ad altre tecnologie di produzione. La tecnologia di stampaggio a iniezione di metallo è progredita significativamente negli ultimi 25 anni, e la maturità della tecnologia indica il crescente numero di elementi, composti, dimensioni e complessità disponibili.

Il processo di stampaggio a iniezione di metallo ha i seguenti vantaggi:

• La produzione di strumenti compositi ad alto volume è costruttiva e di prezzo.
• Riduzione del tempo di produzione rispetto alla fusione a costi
• Gli effetti meccanici sono più abili nelle fusioni e in altri strumenti PM di uso
•  Dimensione dell'atomo principale e alta solidità sinterizzata
• Materiale parallelo al composito lavorato a trafila
• Pre-composti su larga scala e composti principali ottenibili
• Il più basso tra i compiti di finitura 
• Lo stampaggio ad iniezione permette grandi volumi di coerenza e strumenti compositi. Tuttavia, è necessario prestare attenzione alle posizioni di ingresso e barriera, linee di giunzione, transizioni racchiuse, grandezza delle pareti, schizzo della testa e altro per facilitare l'emissione e ottenere strumenti precisi.

Risultati 

Ottimizzare una procedura di stampaggio a iniezione di metallo è un compito completamente laborioso e prolungato. Nessun calcolo semplice e rapido può produrre i parametri ottimali, ma funzionano solo come politiche. Trovare i parametri principali è una procedura a sé stante.

Il compito dell'ottimizzazione è il più realistico e dipende interamente dalla scansione e dall'identificazione dei difetti. L'analisi conclude che l'ottimizzazione dei parametri MIM segue un flusso di lavoro definito.