Cerámica técnica para procesos de moldeo por inyección de metales

El moldeo por inyección de metal (MIM) es una técnica avanzada de conformado de metales que combina las ventajas del moldeo por inyección de plástico y la pulvimetalurgia. Este proceso permite la producción de piezas metálicas complejas con alta precisión y excelentes propiedades mecánicas.

Al mismo tiempo, es un proceso extremadamente sensible, que conlleva diversos riesgos y desafíos que pueden afectar la calidad del producto final y la eficiencia de la producción. Adherencia excesiva, distribución térmica y eliminación de aglutinante desiguales, y contracción desigual de los componentes. Estos y muchos otros problemas pueden eliminarse mediante el uso de cerámica técnica.

2. Introducción al Moldeo por Inyección de Metal (MIM)

El moldeo por inyección de metal (MIM) es una técnica de fabricación que consiste en inyectar materia prima en moldes para crear componentes con formas complejas y alta repetibilidad. La materia prima es una mezcla de metal en polvo y un aglutinante polimérico que mantiene unido el material. Antes de poder utilizar los componentes, es necesario eliminar el aglutinante y reforzar la estructura interna de la pieza. Esto se logra sometiendo los componentes a procesos de tratamiento térmico de desaglomerado y sinterización en un horno.

 

 

3. Pasos del MIM

Desaglomerado

Este es el proceso de eliminación del aglutinante de la pieza verde. Puede lograrse catalíticamente, donde el aglutinante se elimina mediante una combinación de aditivos catalíticos, disolventes y agua, o térmicamente, lo que requiere un tratamiento térmico en un horno de atmósfera modificada. El método requerido depende del tipo de materia prima utilizada. Los componentes que se han sometido a este proceso se denominan piezas "marrones". Dependiendo del tipo de materia prima utilizada, puede ser necesario un desbarbado tanto químico como térmico. El proceso químico elimina la mayor parte del aglutinante, mientras que el proceso térmico elimina el aglutinante restante, también conocido como "aglutinante principal". Este proceso a menudo se denomina "desaglomerado residual".

Sinterización

Este es un proceso de tratamiento térmico para componentes moldeados por inyección de metal (MIM) que previamente se han desbarbado (piezas de bronce). El objetivo de la sinterización es modificar la microestructura interna de los componentes para mejorar su densidad general y, en última instancia, su resistencia. Esto se logra calentando las piezas metálicas en un horno en atmósfera inerte a una temperatura aproximadamente un 20 % inferior al punto de fusión del metal, lo que permite que los átomos se difundan a través de la microestructura y se combinen en formaciones más densas. Durante la sinterización, las piezas metálicas experimentarán cierta contracción, con una reducción de tamaño del 15 % al 22 %, dependiendo del metal utilizado y la densidad final de la pieza. Los perfiles de temperatura, la atmósfera y la uniformidad de la temperatura en el horno, tanto durante el desbarbado como durante la sinterización, deben controlarse cuidadosamente para evitar distorsiones, grietas y burbujas. Una atmósfera inerte o reductora también es importante para evitar la oxidación de las piezas.

 

 

4. Uso de placas cerámicas en el proceso de moldeo por inyección de metal (MIM)

Las placas cerámicas se utilizan para transportar las piezas producidas en el proceso de moldeo por inyección de metal a lo largo de todas las etapas. Su uso ayuda a eliminar muchos de los problemas que surgen en el proceso.

• Superficie porosa pero lisa: el aglutinante no se adhiere ni se funde, contracción uniforme de la pieza.
• Placas de cerámica de óxido de aluminio poroso de alta pureza al 99,5 %: contracción uniforme, sin decoloración, con menor o nula necesidad de procesamiento adicional.
• La porosidad aligera el material: se requiere menos calor.

Gracias a su alta resistencia a los ciclos de temperatura y a las altas temperaturas (1500 °C), una sola placa permite transportar, desaglomerar y sinterizar. Esto se traduce en un ahorro de costes, ya que no se necesitan herramientas adicionales para cada proceso.

Las baldosas se pueden cortar a cualquier tamaño, lo que permite realizar orificios que se adapten al producto procesado. Se cortan con láser, por lo que no se requieren herramientas adicionales, lo que supone un ahorro adicional.

Fig. 2: Azulejos cerámicos

Fig. 3: Placas con elementos colocados en el horno

El uso de placas cerámicas en el proceso de moldeo por inyección de metal ofrece beneficios tangibles. Permite aumentar significativamente la eficiencia de la producción al reducir el número de productos defectuosos.

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