Tanto el moldeo por inyección de metal (MIM) como la fundición a presión utilizan alta presión para introducir materiales en la cavidad del molde. Sus sistemas de moldeo constan de dos partes y funcionan con un principio similar.
¿Cuál es la diferencia clave entre ellos?
La fundición a presión utiliza el metal fundido como materia prima, mientras que el moldeo por inyección de metal utiliza polvos metálicos y aglutinantes.
Contenido
¿Qué es el moldeo por inyección de metal?
Proceso de moldeo por inyección de metal
La proceso de moldeo por inyección de metales se muestra en la siguiente figura.
Mezcla
En este proceso, se mezcla polvo metálico y aglutinantes para crear la materia prima. Añadir aglutinantes reduce la fricción entre los polvos metálicos y los fluidifica. La proporción de polvo metálico y aglutinantes suele ser de aproximadamente 60:40.
Inyectando
Después del proceso de mezcla, el máquina de moldeo por inyección de metal Inyecta la materia prima en la cavidad del molde. Una vez enfriado y moldeado el compacto verde, se abre el molde y el pasador de inyección lo expulsa. Este proceso es muy similar al del moldeo por inyección de plástico.
Desaglomerado
El desaglomerado consiste en eliminar los aglutinantes para evitar que afecten la calidad del producto final. Las partes verdes después del desaglomerado se denominan partes marrones.
Quizás conozca el desligado térmico, que es muy económico, pero demasiado lento. Si busca una mayor rapidez, se requieren el desligado con disolventes y el desligado catalítico.
sinterización
La densidad verde del moldeo por inyección es muy baja y no puede satisfacer los requisitos de los productos terminados.
La sinterización consiste en dotar a las piezas marrones de propiedades mecánicas y físicas. En este proceso, se envían productos sin terminar al horno de sinterización para calentarlos por debajo de su punto de fusión. Funciona de forma similar al proceso convencional de metalurgia por puntos (PM).
Cabe señalar que la contracción por sinterización de las piezas moldeadas por inyección de metal es muy grande, alrededor del 15%.
Aplicaciones de moldeo por inyección de metales
Automóvil
El moldeo por inyección de metal es indispensable en la industria automotriz debido a su gran capacidad de producción en lotes, alta densidad y precisión superior. Algunas piezas automotrices que quizás haya visto incluyen componentes de inyección de combustible, palancas de cambios, conectores eléctricos e iniciadores de airbags.
Médico
El moldeo por inyección de metales también ha contribuido al desarrollo de la industria médica.
Los brackets de ortodoncia son un producto típico de MIM. Otros productos incluyen instrumental quirúrgico, implantes biocompatibles y dispositivos médicos.
Aeroespacial
Los ingenieros prefieren piezas aeroespaciales ligeras y de alta resistencia. Esto garantiza la seguridad de vuelo y ahorra combustible. El moldeo por inyección de metal permite obtener productos excepcionales, como motores aeroespaciales y componentes para cinturones de seguridad. Además, también permite producir componentes con geometrías complejas.
Electrónicos
La rugosidad superficial de los productos MIM es buena, una característica destacada de los productos electrónicos de consumo. Por ejemplo, el marco de su smartphone, el soporte de la cámara y la bandeja de la tarjeta también se fabrican con tecnología MIM.
Ventajas y desventajas del moldeo por inyección de metales
Ventajas
- Piezas pequeñas
- Formas complejas
- Calidad consistente
- Utilización de material
- Densidad y resistencia del producto
- Flexibilidad de diseño
Desventajas
- Gran contracción
- Costoso
- Tamaño limitado
¿Qué es la fundición a presión?
fundición a presión Es un proceso de fabricación de metales en el que se inyecta metal fundido en un molde de acero a alta presión. Produce piezas con tolerancias ajustadas, superficies lisas y una excelente eficiencia de producción. Es posible que deba eliminar rebabas y sobrantes de las piezas fundidas a presión mediante un proceso de recorte.
Tipos de procesos de fundición a presión
La fundición a presión en cámara fría, ideal para metales con alto punto de fusión, se aplica comúnmente en materiales como latón, aluminio y aleaciones de zinc. Separa el crisol y los componentes del inyector para evitar la corrosión.
Puede verter el metal líquido en la cámara de inyección a través del orificio de vertido o recogerlo manualmente.
La fundición a presión en cámara caliente, por el contrario, es adecuada para metales con puntos de fusión bajos, como el magnesio y el zinc. El metal fundido se introduce en la matriz a través de un tubo de cuello de cisne con ayuda de una máquina.
La fundición por gravedad convierte el metal fundido en el molde por gravedad.
Aplicaciones de fundición a presión
Automóvil
La fundición a presión se aplica en la industria automotriz para productos como bloques de motor, culatas de cilindros, engranajes, ruedas de automóvil, etc.
Aeroespacial
La fundición a presión podría reducir el peso de la aeronave al utilizar materiales livianos, lo que reduce el consumo de combustible. Las piezas típicas son los fuselajes, las cabezas de los pistones del motor y el tren de aterrizaje.
Electrónicos
Puede emplearse la fundición a presión para crear carcasas electrónicas, disipadores de calor y conectores a partir de materiales de aluminio y zinc.
Ventajas y desventajas de la fundición a presión
Ventajas
- Considerable viabilidad de producción en masa
- Bajo costo de produccion
- Puede formar piezas de paredes delgadas.
Desventajas
- Baja selección de materiales
- Moldes caros
- Alta Inversión Inicial
Comparación entre MIM y fundición a presión
Peso del Producto
El peso típico de las piezas de metal moldeadas por inyección es de entre 15 y 20 g. Con MIM, resulta difícil fabricar piezas grandes (superiores a 50 g) debido a las limitaciones de la máquina de moldeo por inyección.
La fundición a presión permite fabricar tanto productos pequeños (30 g) como productos muy grandes (más de 10 kg).
Acabado de la superficie
La rugosidad superficial del moldeo por inyección de metal puede alcanzar Ra 1 μm. La rugosidad superficial de la fundición a presión es mayor, con una Ra de entre 1.6 y 3.2 μm, por lo que podría ser necesario recortar las rebabas superficiales.
Selección de materiales
En la mayoría de los casos, las piezas fundidas a presión se fabrican principalmente a partir de metales no ferrosos.
Estos son algunos materiales comunes utilizados en piezas fundidas.
- Aluminio
- Zinc
- Latón
- Cobre
- Estaño
- Magnesio
- Lidera
El moldeo por inyección de metal, por otro lado, permite el uso de una amplia gama de materiales, incluidos metales ferrosos y no ferrosos.
Aquí hay algunos comunes materiales MIM.
- Acero Inoxidable
- Herramienta de acero
- Aleación de aluminio
- Aleación de titanio
- Aleaciones de níquel
- Aleaciones de tungsteno
- Metal biocompatible
Costo
Dado que el costo de producción de los moldes para fundición a presión y MIM es relativamente alto, solo resulta rentable producir piezas en grandes cantidades. La fundición suele ser más económica que el moldeo por inyección de metal, ya que la fundición a presión elimina la necesidad de procesos de desengrasado y sinterización.
Densidad
Las piezas fundidas a presión son de densidad completa, mientras que las piezas moldeadas por inyección de metal tienen una densidad del 95% al 99%.
Formas
MIM es capaz de producir piezas pequeñas y complejas con características finas que son difíciles de conseguir con la fundición a presión.
moldes
Los moldes de fundición a presión tienen una vida útil más larga que los moldes MIM, pero también son más caros. Normalmente, las herramientas de moldeo por inyección de metal cuestan entre $1,400 y $2,800, mientras que el costo de las herramientas de fundición a presión oscila entre $1,200 y $4,200.
Ciclo productivo
En general, la velocidad del molde verde MIM es mayor que la de la fundición a presión. Sin embargo, las piezas moldeadas por inyección de metal aún requieren posprocesamiento, como el desaglomerado y la sinterización. Por lo tanto, el ciclo total de la fundición a presión es más corto. En general, su ciclo de producción, incluyendo la fabricación del molde, es de unos 25 a 30 días.
Precisión dimensional
Tanto el MIM como la fundición a presión pueden alcanzar una precisión dimensional de ±0.05 mm.
Preguntas Frecuentes
1. ¿Por qué el polvo metálico utilizado en MIM es muy fino?
Las partículas de polvo empleadas en MIM son muy finas, de entre 1 y 20 μm. Un polvo fino facilita la producción de productos de alta densidad. La rugosidad superficial de los productos fabricados con polvo de hierro hidroxílico puede alcanzar una Ra de 0.35 μm.