Sia lo stampaggio a iniezione di metallo (MIM) che la pressofusione utilizzano l'alta pressione per riempire la cavità dello stampo. I loro sistemi di stampo sono costituiti da due parti e funzionano secondo un principio simile.
Qual è la differenza principale tra loro?
Nella pressofusione si utilizza il metallo fuso come materia prima, mentre nello stampaggio a iniezione di metallo si utilizzano le polveri metalliche e i leganti.
Contenuti
Cos'è lo stampaggio ad iniezione di metalli?
Processo di stampaggio a iniezione di metalli
. processo di stampaggio ad iniezione di metallo è mostrato nella figura seguente.
Miscelazione
In questo processo, si mescolano polvere metallica e leganti per creare la "materia prima". L'aggiunta di leganti riduce l'attrito tra le polveri metalliche e le rende fluide. Il rapporto tra polvere metallica e leganti è solitamente di circa 60:40.
Iniezione
Dopo il processo di miscelazione, il macchina per stampaggio a iniezione di metalli inietta il materiale di partenza nella cavità dello stampo. Dopo che il compatto verde si è raffreddato e formato, lo stampo viene aperto e il perno di iniezione lo espelle. Questo è molto simile allo stampaggio a iniezione di materie plastiche.
Rilegatura
Il deceraggio consiste nel rimuovere i leganti per evitare che influiscano sulla qualità del prodotto finito. Le parti verdi dopo il processo di deceraggio sono chiamate parti marroni.
Forse conoscete il debinding termico, che è molto economico, ma troppo lento. Se volete accelerare, sono necessari il debinding con solvente e quello catalitico.
sinterizzazione
La densità verde dello stampaggio a iniezione è molto bassa e non può soddisfare i requisiti dei prodotti finiti.
La sinterizzazione serve a conferire ai pezzi marroni proprietà meccaniche e fisiche. In questo processo, i prodotti grezzi vengono inviati al forno di sinterizzazione per essere riscaldati al di sotto del loro punto di fusione. Funziona come il processo di produzione a polverizzazione metallica (MP) convenzionale.
È opportuno notare che il ritiro da sinterizzazione delle parti metalliche stampate a iniezione è molto elevato, pari a circa il 15%.
Applicazioni di stampaggio a iniezione di metallo
Automotive
Lo stampaggio a iniezione di metalli è indispensabile nel settore automobilistico grazie alla sua capacità di produzione in grandi lotti, all'elevata densità e alla precisione superiore. Tra i componenti automobilistici che potreste aver visto figurano componenti per l'iniezione del carburante, leve del cambio, connettori elettrici e inneschi per airbag.
Medicale
Anche lo stampaggio a iniezione di metalli ha contribuito allo sviluppo del settore medico.
Gli attacchi ortodontici sono un tipico prodotto MIM. Altri includono strumenti chirurgici, impianti biocompatibili e dispositivi medici.
Aeronautico
Gli ingegneri prediligono componenti aerospaziali leggeri e ad alta resistenza. Questo garantisce la sicurezza del volo e consente di risparmiare carburante. Lo stampaggio a iniezione di metalli consente di realizzare prodotti di qualità superiore, come motori aerospaziali e componenti per cinture di sicurezza. Allo stesso tempo, è possibile produrre anche componenti con geometrie complesse.
Elettronica
La rugosità superficiale dei prodotti MIM è buona, caratteristica che li rende ideali per i prodotti di elettronica di consumo. Ad esempio, anche la cornice dello smartphone, il supporto della fotocamera e il vassoio porta-schede sono realizzati con la tecnologia MIM.
Vantaggi e svantaggi dello stampaggio a iniezione di metallo
Vantaggi
- Piccole parti
- Forme complesse
- Qualità costante
- Utilizzo del materiale
- Densità e resistenza del prodotto
- Flessibilità del design
Svantaggi
- Grande restringimento
- costoso
- Dimensioni limitate
Cos'è la pressofusione?
pressofusione è un processo di produzione di metalli in cui il metallo fuso viene iniettato in uno stampo di acciaio ad alta pressione. Produce pezzi con tolleranze ristrette, superfici lisce ed eccellente efficienza produttiva. Potrebbe essere necessario rimuovere bave e sbavature dai getti pressofusi tramite rifilatura.
Tipi di processo di pressofusione
La pressofusione in camera fredda, ideale per metalli ad alto punto di fusione, è comunemente applicata a materiali come ottone, alluminio e leghe di zinco. Separa il crogiolo dai componenti dell'iniettore per evitare la corrosione.
È possibile versare il metallo liquido nella camera di iniezione attraverso il foro di colata oppure raccoglierlo manualmente.
La pressofusione a camera calda, al contrario, è adatta a metalli con basso punto di fusione come magnesio e zinco. Il metallo fuso viene immesso nello stampo attraverso un tubo a collo di cigno con l'ausilio di una macchina.
La fusione a gravità sposta il metallo fuso nello stampo sfruttando la forza di gravità.
Applicazioni di pressofusione
Automotive
La pressofusione viene utilizzata nell'industria automobilistica per prodotti quali blocchi motore, testate dei cilindri, ingranaggi, ruote per auto, ecc.
Aeronautico
La pressofusione potrebbe ridurre il peso dell'aereo utilizzando materiali leggeri, diminuendo così il consumo di carburante. Parti tipiche sono le fusoliere, le teste dei pistoni dei motori e il carrello di atterraggio.
Elettronica
È possibile utilizzare la pressofusione per creare alloggiamenti per componenti elettronici, dissipatori di calore e connettori in materiali di alluminio e zinco.
Vantaggi e svantaggi della pressofusione
Vantaggi
- Notevole fattibilità della produzione di massa
- Basso costo di produzione
- Può formare parti con pareti sottili
Svantaggi
- Bassa selezione dei materiali
- Stampi costosi
- Investimento iniziale elevato
Confronto tra MIM e pressofusione
Peso del prodotto
Il peso tipico dei pezzi stampati a iniezione in metallo è di circa 15-20 g. La tecnologia MIM rende difficile la fabbricazione di pezzi di grandi dimensioni (oltre i 50 g) a causa dei limiti della macchina per stampaggio a iniezione.
La pressofusione consente di realizzare sia prodotti più piccoli (30 g) sia prodotti molto grandi (oltre 10 kg).
Finitura di superficie
La rugosità superficiale dello stampaggio a iniezione di metalli può raggiungere Ra 1 μm. La superficie della pressofusione è più ruvida, con Ra tra 1.6 e 3.2 μm, e potrebbe essere necessario rifinire le sbavature superficiali.
Selezione dei materiali
Nella maggior parte dei casi, le fusioni pressofuse sono realizzate principalmente con metalli non ferrosi.
Ecco alcuni materiali comunemente utilizzati nelle fusioni.
- Alluminio
- Zinco
- Ottone
- Rame
- Stagno
- Magnesio
- Piombo
Lo stampaggio a iniezione di metalli, d'altro canto, consente l'utilizzo di un'ampia gamma di materiali, compresi metalli ferrosi e non ferrosi.
Ecco alcuni comuni Materiali MIM.
- Acciaio inossidabile
- Acciaio per utensili
- Lega di alluminio
- Lega di titanio
- Leghe di nichel
- Leghe di tungsteno
- Metallo biocompatibile
Costo
Poiché il costo di produzione degli stampi per pressofusione e MIM è relativamente elevato, è conveniente produrre pezzi solo in grandi quantità. La fusione è generalmente più economica dello stampaggio a iniezione di metallo perché la pressofusione elimina la necessità di processi di sgrassaggio e sinterizzazione.
Densità
Le fusioni pressofuse hanno una densità completa, mentre le parti stampate a iniezione di metallo hanno una densità dal 95% al 99%.
Forme
La tecnologia MIM è in grado di produrre parti piccole e complesse con caratteristiche fini, difficili da realizzare con la pressofusione.
Muffe
Gli stampi per pressofusione hanno una durata maggiore rispetto agli stampi MIM, ma sono anche più costosi. In genere, gli stampi per stampaggio a iniezione di metalli costano tra i 1,400 e i 2,800 dollari, mentre gli stampi per pressofusione hanno un costo compreso tra i 1,200 e i 4,200 dollari.
Ciclo di produzione
In generale, la velocità di produzione dello stampo verde MIM è maggiore rispetto alla pressofusione. Tuttavia, i pezzi stampati a iniezione di metallo necessitano comunque di post-lavorazione, inclusi deceraggio e sinterizzazione. Pertanto, il tempo di ciclo complessivo della pressofusione è più breve. In generale, il loro ciclo di produzione, incluso il tempo di realizzazione dello stampo, è di circa 25-30 giorni.
Precisione dimensionale
Sia la fusione MIM che la pressofusione possono raggiungere una precisione dimensionale pari a ±0.05 mm.
FAQ
1. Perché la polvere metallica utilizzata nella MIM è molto fine?
Le particelle di polvere impiegate nella MIM sono molto fini, circa 1-20 μm. La polvere fine facilita la produzione di prodotti ad alta densità. La rugosità superficiale dei prodotti realizzati con polvere di ferro idrossile può raggiungere Ra 0.35 μm.