Moldeo por inyección de metal (MIM) frente a impresión 3D

Introducción

A la hora de fabricar componentes pequeños, ¿qué tecnología elegirías? ¿Moldeo por inyección de metal (MIM), impresión 3D u otro proceso? Hoy en día, la impresión 3D no se limita a los plásticos y se ha expandido a materiales de aleación.

Las cuatro etapas del proceso MIM

El proceso MIM consta principalmente de cuatro etapas: granulación, inyección, desaglomerado y sinterización, seguidas de técnicas de procesamiento secundario como mecanizado mecánico o trefilado y enchapado, si es necesario.

  1. Mezcla: El polvo metálico fino se mezcla con aglutinantes de cera y termoplástico en proporciones precisas. El proceso de mezclado se produce en un mezclador especial calentado a una temperatura específica para fundir los aglutinantes. Las partículas de polvo metálico se recubren uniformemente con el aglutinante y se enfrían para formar gránulos (materia prima), listos para inyectarse en las cavidades del molde.
  2. Inyección: La materia prima granular se introduce en una máquina, se calienta y se inyecta en las cavidades del molde a alta presión, de forma similar al moldeo por inyección de plástico. Los moldes se pueden diseñar con múltiples cavidades para mejorar la productividad. En el diseño de la cavidad del molde se debe tener en cuenta la contracción de las piezas metálicas durante la sinterización.
  3. Desaglomerado: Este paso consiste en quitar el aglutinante de las partes verdes, lo que da como resultado un componente marrón. La desaglutinación generalmente se completa en varios pasos, siendo la extracción con solventes el método más común. Después del desaglomerado, las piezas son semiporosas, lo que facilita la evaporación de los aglutinantes residuales durante la sinterización.
  4. sinterización: Las piezas marrones liberadas se colocan en un horno controlado de alta temperatura y presión. Se calientan lentamente en una atmósfera de gas protector para eliminar los aglutinantes restantes y luego se calientan a una temperatura muy alta, lo que provoca la fusión de las partículas y la desaparición de los huecos. Las piezas se contraen direccionalmente hasta sus dimensiones diseñadas, formando un sólido denso, dando lugar así al producto final.

Aplicaciones de MIM

MIM combina las ventajas de la pulvimetalurgia y el moldeo por inyección de plástico, superando las limitaciones de forma de los procesos tradicionales de formación de polvo metálico. Permite dar forma eficiente a piezas complejas en la producción a granel. MIM es versátil en términos de compatibilidad de materiales, incluidos acero de baja aleación, acero inoxidable, acero para herramientas, aleaciones a base de níquel, aleaciones de tungsteno, carburo, aleaciones de titanio, materiales magnéticos, aleaciones Kovar, cerámicas de precisión, etc.

Impresión 3D de metales

La impresión 3D de metal abarca métodos como el polvo metálico Fusión de lecho y inyección de aglutinante metálico (MBJ), incluida la fusión selectiva por láser (SLM), la sinterización directa por láser de metales (DMLS) y la fusión por haz de electrones (EBM).

Proceso de impresión 3D de metales

  1. Fase de diseño: Los diseñadores utilizan software especializado para modelado 3D, creando un modelo digital del producto.
  2. Fase de preprocesamiento: El modelo 3D se corta, generando rutas de impresión.
  3. Fase de impresión: El polvo metálico se imprime capa por capa, formando un prototipo del producto.
  4. Fase de posprocesamiento: El producto se somete a limpieza, tratamiento térmico, recubrimiento, etc., para afinar su rendimiento y apariencia.

Ventajas de la impresión 3D en metal

Incluye eficiencia, conservación de materiales, reducción de costos, potencial de diseño innovador, capacidades de personalización, sostenibilidad ambiental y una amplia gama de aplicaciones.

Conclusión

La impresión 3D ofrece una mayor flexibilidad en la fabricación, adecuada para la producción de prototipos, mientras que MIM es más apta para la producción en masa de productos. La elección específica depende de factores como el presupuesto, las limitaciones de tiempo, etc.

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