Le MIM pour rappel est le fait de mélanger de la poudre métallique granulée avec une substance liante pour produire une charge d’alimentation qui par la suite est configurée dans une moule et solidifiée à la fin. Cette technique permet de concevoir des pièces sophistiquées pour qu’elles aient une forme précise avec 50 % de moins que la dépense en usinage ou avec un moulage de précision. Mais est-ce qu’adopter la méthode de metal injection moulding offre des avantages ? Comment peut-on utiliser les pièces créées ?
Les particularités de la technique de moulage par injection du métal
Abrévié MIM, le métal injection moulding permet de réaliser des pièces métalliques dures en utilisant le moulage par injection d’une solution de poudre métallique et de résine polymère thermoplastique à convertir en granulés avant d’être utilisé. Les attentes de l’industrie quant à de petites pièces durables ne cessent d’augmenter au fur et à mesure que les tendances et les besoins des clients par rapport à la miniaturisation des produits se développent. Ainsi, différents fabricants commandent une grosse quantité de pièces métalliques en miniature et de formes complexes. Et heureusement, le procédé de moulage par injection de métal répond à cette requête et permet d’avoir une énorme économie sur les dépenses pour des industries.
La méthode de moulage par injection du métal ressemble de près au moulage par injection plastique, sauf qu’on n’utilise pas des métaux. Ces deux moulages par injection produisent même quasiment les mêmes formes et particularités de configuration. Les atouts du procédé de metal injection moulding se trouvent principalement donc dans sa disposition à produire des caractéristiques mécaniques à peu près semblables à celles des matériaux corrodés, tout en étant une technique qui a un parfait contrôle des tolérances dimensionnelles. Les pièces fondues par injection de métal procurent une capacité de configuration et de caractéristiques strictes illimitée, avec des rythmes de production élevée par le recours à une moule à plusieurs cavités.
Quelques bonnes raisons de recourir à la méthode de moulage par injection de métal
Les pièces qui ont besoin d’un ouvrage en usine ou d’un assemblage plus étalé conviennent bien à la méthode de metal injection moulding. Bien sûr, elles doivent avoir été créées par un autre moyen de formage des métaux. Le grand avantage du MIM est donc son aptitude à concevoir des géométries métalliques compliquées sans avoir recours à l’usinage.
En créant des composants pour la technique de moulage par injection de métal, la quantité de pièces et la durée d’assemblage sont visiblement réduits, d’où la possibilité de faire de grandes économies accompagnées de quelques avantages : parfaite finition de surface, ténacité à la haute corrosion, produits finis à haute endurance et géométries métalliques spécifiques.
Le métal injection moulding est un moyen de fabrication plus ou moins nouveau pour la conception de formes spécifiques à grande dimension des pièces métalliques à usage mixe d’une haute intégrité. Il relie la complication géométrique possible du plastique moulé par injection avec les propriétés mécaniques des alliages métalliques à performance élevée. Cette méthode utilise les meilleures pratiques de moulage par injection et de métallurgie des poudres. Et du fait que les ouvrages d’usinage sont diminués, voire non utilisés, on obtient de bons avantages économiques. Les produits peuvent être créés sous différents types de métaux : aciers peu alliés, aciers inoxydables, aciers résistants à l’usure et à la chaleur ainsi que fers magnétiques légers.
Explication claire du processus et du déroulement du MIM
Lorsqu’il s’agit de transformer le métal avec le moulage par injection, des poudres métalliques alliées sont mélangées avec des liants thermoplastiques et des plastifiants, pour avoir une charge d’alimentation de texture homogène. Là, le métal poudré expose 50 à 70 % du volume total du mélange. Cette charge d’alimentation peut être utilisée sous forme de matériau thermoplastique dans les moules par technique d’injection en ligne, fonctionnant à des températures se trouvant entre 100 °C et 250 °C. Les pièces moulées montrent toutes les particularités géométriques du produit fini. Ce sont là des « caisses vertes » agrandies avec une rigidité parfaite facilitant leur manipulation par un appareil motorisé.
Il y a par la suite l’étape de déliantage où le liant et les plastifiants sont retirés. Cette opération se fait généralement par décomposition thermique et évaporation, par décomposition chimique ou par extraction avec des produits chimiques fluides.
On procède âpres au frittage pour enlever toutes les traces restantes qui se fait dans des fours sous vide ou des fours au travail continu avec une température protectrice. Pendant le frittage, un retrait linéaire se passe et touche toutes les dimensions de la pièce issue du métal injection moulding.
Les pièces sont ainsi apprêtées à l’assemblage et à se confronter à la suite des travaux, dont le durcissement léger ou la galvanoplastie, selon la configuration finale obtenue.
Utilisation des pièces obtenues par métal injection moulding
Différentes pièces multifonctionnelles de haute qualité sont issues du moulage par injection de métal. Les pièces sont sûrement utilisées dans l’industrie automobile, les outils électriques manuels, les appareils domestiques, les systèmes de verrouillage, les appareillages de commutation, la technologie de mesure et de contrôle, la domotique, la mécanique de précision ainsi que d’autres applications.
Les propriétés des poudres comme la dureté ne nuisent pas au processus MIM. De simples poudres peuvent être choisies ou encore des poudres totalement alliées. À cause de la forte énergie de frittage des poudres à grains fins, le métal injection moulding assure un haut potentiel pour l’intelligence des microstructures. Le frittage mène à des microstructures vraiment invariables, qui ont permis la quasi-majorité des deuxièmes travaux réalisés sur des aciers ordinaires.
En gros, les étapes d’un moyen de moulage par injection du métal comprennent la production de la charge d’alimentation, le moulage par injection, le déliantage et le frittage. On utilise une moule par injection standard constituée d’une unité de vissage, d’une unité d’injection et d’un dispositif pour mouler. On utilise les pièces produites par méthode de metal injection moulding dans les domaines automobiles, industriels, robotiques, médicaux et électroniques. Quoiqu’il en soit, le MIM demande un grand investissement et ne peut pas trop être utilisé pour une petite quantité de production.