A moldagem por injecção de metal é uma técnica de fabrico para criar ferramentas feitas de elementos metálicos. O processo de moldagem por injecção de metal é frequentemente referido pela sua forma abreviada MIM. A ideia inicial por trás da técnica de fabrico MIM é integrar a moldagem por injecção com os fortes efeitos mecânicos do metal.

As técnicas de fundição convencionais necessitam que o metal esteja em estado líquido durante a fundição; o pó de metal utilizado na Moldagem por Injecção de Metal permite realizar tarefas de moldagem a temperaturas muito mais baixas. Devido aos diferentes materiais, incluindo a matéria-prima MIM e a temperatura abaixo do ponto de fusão do processo de moldagem, a fabricação das peças acabadas requer alguns passos adicionais. É a melhor forma para a produção em grande volume de pequenas peças metálicas. A fase de moldagem é um processo bastante simples.

Etapas de produção da Moldagem por Injecção de Metal

 A fase de produção da moldagem por injecção de metal divide-se em quatro passos simples. Muitas diferenças existem entre os procedimentos, mas os seguintes são uma visão geral:

• Polinização Cruzada

O primeiro passo é a mistura de matérias-primas [Agentes de ligação e pós] em uma boa mistura. Esta mistura de pó e aglutinantes poliméricos é chamada de matéria-prima de alimentação.

Todo o processo MIM baseia-se essencialmente nos efeitos e no estado da matéria-prima de alimentação. Como a própria matéria-prima desempenha um papel tão central no modo MIM, os detalhes da matéria-prima afetarão cada etapa, do início ao fim.

• Injeção 

O segundo passo na criação da peça de geometria é chamado de “Injeção”.

Esta ação começa ao aumentar a temperatura da matéria-prima de alimentação para superar a temperatura de fusão do aglutinante, uma prensa força a matéria-prima de alimentação para dentro de um molde.

TO ponto de entrada, chamado de portão, é cortado e o molde é aberto para retirar uma peça verde. A viscosidade da matéria-prima de alimentação diminui, o que reduz a pressão de carga durante o enchimento. Também depende da temperatura e da carga concreta da matéria-prima. 

• Remoção do Agente de Ligação 

A terceira etapa na fase de produção de moldagem por injecção de metal é a remoção do agente de ligação. Esta etapa extrai o aglutinante e promove a densificação primária para fornecer energia à peça e facilitar a manipulação. Três métodos são frequentemente utilizados: extração por solvente, capilaridade e decomposição térmica.

O procedimento de remoção do aglutinante é a etapa de julgamento em massa na produção MIM. O sucesso depende de quão cuidadosamente o aglutinante é removido. Durante a remoção, o bloco moldado deve suportar as tensões geradas pela retirada do aglutinante de dentro da peça, mantendo ainda a sua forma. 

• Sinterização 

A sinterização é a última etapa, onde a peça atinge a sua densidade final. A peça é colocada num suporte dentro de um forno e exposta a uma atmosfera redutora ou inter-atmosférica. A atmosfera surge logo abaixo do ponto de fusão do material, seguindo um perfil específico.

O ciclo de sinterização é semelhante ao de qualquer sinterização padrão. A energia externa aplicada é a principal força motriz. Como resultado, a peça, composta por átomos minúsculos, necessita de menos resistência para densificar. 

Diferença entre MIM e Usinagem

Relativamente à comparabilidade, o MIM provavelmente corresponderá bem às ferramentas usinadas em relação aos elementos acabados. Geralmente, os elementos MIM podem ser utilizados da mesma forma que peças usinadas, médicas, aeroespaciais e, em alguns casos, as ferramentas MIM parecem mais próximas de peças usinadas. No entanto, quando se trata de detalhes, o MIM oferece muitos benefícios para elementos de precisão que a usinagem não resolve.

Geometria Isolada

O MIM oferece capacidades de geometria individual e complexidade. A usinagem apresenta complexidade limitada, trabalhabilidade e privilégio de design, sendo muitas vezes mais difícil usinar elementos multiplex. À medida que os detalhes se tornam mais complexos, o MIM torna-se mais rentável porque quanto mais complicado for a sua ferramenta, mais tempo de máquina será necessário para a produzir.

Força & Produção 

Embora ambos os processos produzam ferramentas bem construídas, os elementos MIM não sofrem stress ativado por máquina nem força central, o que pode resultar em deformação ao longo do tempo e possíveis erros na ferramenta. As ferramentas MIM são moldadas usando máquinas de moldagem tradicionais e depois colocadas em um forno onde a cera é dissolvida do elemento, deixando uma peça sólida e firme.

Contribuição do Molde 

Ao produzir um elemento MIM, a participação da ferramenta geralmente está relacionada à contribuição do molde. Isso significa que o molde ou ferramenta é complexo, portanto, há um custo adicional ligado à dificuldade do seu elemento. Com a usinagem, se adicionar complexidade, acrescenta novos custos e tempo de trabalho à carga da ferramenta.

Recorte de Material

O recorte de material não se dissipa com o procedimento MIM. Isto é importante, pois você está a pagar por esse recorte como cliente ao conectar uma ferramenta usinada. Com o procedimento MIM, não precisa de gastar dinheiro que poderia ser utilizado noutro lugar.

Dimensões 

O MIM é mais eficiente na ampliação de uma dimensão. A usinagem leva um bom tempo para fabricar ferramentas compostas, portanto, se desejar passar de 10 mil para 20 mil unidades por semana, terá que adquirir mais máquinas CNC para atingir essas dimensões.

Razões: Porque deve escolher Moldagem por Injeção de Metal 

Existem várias razões para adotar o processo de moldagem por injeção de metal. Algumas delas são:

1- O processo pode fabricar peças a partir de material com baixa usinabilidade, uma vez que o ângulo de geometria complexa pode ser moldado corretamente com uma proporção adequada, sem necessidade de usinagem. 

2- A moldagem por injeção de metal possui uma alta taxa de produção que pode reduzir o tempo de entrega para a produção de peças, uma vez que o molde está fabricado e os parâmetros do processo estão ajustados para qualidade. 

3- Este processo pode reduzir o custo do material devido ao menor número de operações alternativas e à alta taxa de fabricação mencionada acima.

4- Peças fabricadas por moldagem por injeção de metal têm um efeito causal elevado e maior liberdade do que a fundição, porque a precisão é mais elevada na moldagem por injeção de pó, e o resultado em tamanhos de entrada é muito menor do que em materiais fundidos.

Quais são algumas vantagens da Moldagem por Injeção de Metal

A moldagem por injeção de metal possui várias vantagens sobre outras tecnologias de fabricação. A tecnologia de moldagem por injeção de metal evoluiu significativamente nos últimos 25 anos, e a maturidade da tecnologia indica o aumento do número de elementos, compostos, dimensões e complexidades disponíveis.

O procedimento de moldagem por injeção de metal tem os seguintes benefícios:

• Preço-construtivo produz ferramentas de composto de alto volume.
• Tempo de fabricação mais baixo em comparação com fundição por custo
• Efeitos mecânicos são mais habilidosos em fundições e outras ferramentas de PM
•  Dimensão do átomo principal e alta resistência sinterizada
• Material paralelo ao composto trabalhado
• Pré-compostos de grande escala e compostos mestres disponíveis
• Menor necessidade de acabamentos 
• A moldagem por injeção permite altos volumes de consistência e ferramentas compostas. No entanto, deve-se prestar atenção às posições de entrada e barreira, linhas de união, transições fechadas, espessura da parede, esboço da cabeça e mais para facilitar a emissão e obter ferramentas precisas.

Resultados 

Otimizar um procedimento de moldagem por injeção de metal é uma tarefa totalmente laboriosa e prolongada. Nenhum cálculo fácil e rápido pode produzir os parâmetros ótimos, apenas funcionam como políticas. Encontrar os parâmetros principais é um procedimento em si.

A tarefa de otimização é mais factual e depende inteiramente da análise de falhas e identificação de erros. A análise conclui que a otimização dos parâmetros de MIM segue um fluxo de trabalho definido.