Le moulage par injection de poudre métallique, une méthode de fabrication qui combine le moulage par injection de plastique et la métallurgie des poudres, a démontré des avantages techniques significatifs et de larges applications dans la fabrication d'outils. Son approche principale consiste à mélanger une fine poudre de métal avec un liant pour créer une matière première. Cette matière première est ensuite façonnée en formes complexes à l’aide d’une machine de moulage par injection. Le déliantage et le frittage donnent ensuite des pièces métalliques avec une densité proche de la -pleine densité. Cette technologie surmonte les limites de l’usinage traditionnel pour les structures complexes tout en répondant également à la densité insuffisante des produits conventionnels de métallurgie des poudres. Il est devenu un moteur clé dans la transition de l'industrie de la fabrication d'outils vers la précision, la légèreté et la haute performance.
I. Principes techniques et avancées en matière de processus
La chaîne de processus MIM comprend quatre étapes clés : Premièrement, la préparation des matières premières consiste à mélanger de la poudre métallique (telle que l'acier inoxydable, l'acier à outils et le carbure cémenté) avec un liant thermoplastique, généralement d'une taille de particule inférieure à 20 microns, dans un rapport spécifique pour former une matière première uniforme. Les formulations de matières premières modernes peuvent atteindre des teneurs en métal allant jusqu'à 60 % -65 %, augmentant ainsi considérablement la densité du produit fritté. Ensuite, pendant la phase de moulage par injection, la matière première est injectée dans le moule à une température de 130-200 degrés. Ce processus permet la formation simultanée de pièces d'outils complexes présentant des caractéristiques telles que des filetages, des rainures et des parois minces, comme la tête en forme d'étoile d'une clé Allen ou la structure creuse d'un instrument chirurgical. Le dégraissage élimine plus de 90 % du liant par extraction au solvant ou décomposition thermique. Enfin, le frittage à haute température dans un environnement d'hydrogène ou sous vide assure un taux de retrait stable de 15 à 20 % tout en atteignant une densité théorique supérieure à 98 %.
II. Applications typiques dans la fabrication d'outils
La technologie MIM a obtenu-une application à grande échelle dans le secteur des outils manuels. Cette technologie peut former directement des motifs antidérapants-dans la tête de l'outil, éliminant ainsi le besoin d'un traitement secondaire ultérieur. Pour les outils marins nécessitant une résistance à la corrosion, les pièces MIM en acier inoxydable 316L peuvent obtenir une structure sans couture en une seule étape de moulage, résolvant ainsi complètement le problème des outils soudés sujets à la fissuration dans les environnements de brouillard salin.
La valeur de la technologie MIM est encore plus évidente dans le secteur des outils électriques. Le processus MIM intègre non seulement des pièces individuelles dans des assemblages modulaires, mais améliore également la précision des engrenages selon DIN 8 et réduit le bruit de 15 décibels. Ces engrenages sont carburés après frittage, atteignant une dureté de surface supérieure à HRC60 tout en conservant une ténacité de base de HRC35, obtenant ainsi un équilibre parfait entre résistance et résistance aux chocs. De plus, les composants en aluminium tels que les dissipateurs thermiques et les embouts de moteur de forme personnalisée, qui sont fréquemment utilisés dans les outils électriques, peuvent être réduits à une épaisseur de paroi de 0,8 mm tout en conservant l'uniformité grâce au MIM, un exploit difficile à réaliser avec le moulage sous pression.
Avec l'augmentation de la demande d'outils d'assemblage de précision, le moulage par injection de poudre métallique (MPM) continuera à être utilisé dans l'industrie de la fabrication d'outils. Cette technologie, qui remonte aux années 1970, fait progresser continuellement la fabrication d’outils grâce à une innovation continue en matière de matériaux, à des mises à niveau d’équipement et à l’optimisation des processus.