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La procédure REINER MIM Metal Injection MoldingUne fabrication à un prix attractif par la procédure MIM de pièces de précision dans des géométries complexes

Des pièces complexes en acier par une procédure de moulage par injection de poudre métallique.

REINER offre avec la technologie MIM (Metal Injection Moulding ou en français le moulage par injection de particules métalliques) une nouvelle possibilité de fabriquer d’une manière plus rentable qu’auparavant des pièces de précision en acier avec des formes complexes.

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Le concept de la procédure MIM trouve son origine dans le procédé de moulage par injection de matières plastiques et offre la même liberté de conception quasiment illimitée sur les plans de la géométrie et du matériau. Le résultat en est cependant une pièce métallique de précision hautement résistante. Le processus de production à moulage par injection permet ainsi de former en un seul processus de production des échancrures, des orifices, des perçages transversaux, des filetés, des lamelles et même des structures comparables à des reliefs et des gravures (p. ex. logo, numéro de l’article) et ceci avec une haute finesse.

On y trouve ici l’avantage principal face aux productions classiques par usinage : les nombreuses étapes de travail de finition qui sont autrement nécessaires sont réunies en une seule procédure au moment du moulage par injection des particules métalliques.

Tout comme l’annonce déjà la notion de « moulage par injection de particules », une poudre métallique hautement fine est mêlée à un liant et aussi le cas échéant à des éléments d’alliage et forme ainsi la base matérielle du moulage par injection. Le matériau de départ (le « Feedstock ») est fondu au moyen d’une machine moderne de moulage par injection thermoplastique et appliqué au sein de l’outil. Après le refroidissement, la pièce durcie (le « cru d’injection) est séparée au cours d’une procédure consécutive de dissociation du plastique qui constitue environ 10 % de la poudre métallique. La pièce usinée encore poreuse qui en ressort (« l’état brun ») est pour finir directement frittée juste au-dessous du point de fusion.

La technologie de précision REINER – des idées mises en forme avec précision

Bon à savoir sur la procédure MIM

Aperçu des compétences

Dimension
Surface de serrage de l’outil 400x700mm

Poids de la pièce
max. 75 g.

Matériau
Divers aciers à faible alliage p. ex. 100Cr6, aciers inoxydables et résistants à la chaleur, p. ex. 316LA et autres matériaux sur demande

Type de machine
Arburg 270-MIM force de serrage 50T

Taille des lots
En fonction de la géométrie des pièces p. ex. 5 000-20 000 pces.

Employé chez REINER depuis l’année
2000

Avantages de la procédure
- De Metal Injection Moulding large domaine d’application p. ex. médecine, automobile, outils à main/électriques, secteurs aéronautique et aérospatial, industrie de la défense, technologie des capteurs, technique de fermeture
- Géométries complexes avec perçages transversaux, filetés, lamelles
- Production à prix intéressant d’éléments à grands volumes
- Nombreux choix de matériaux de départ
- La fabrication est réalisée avec peu de pertes de matériau, peu de travaux ultérieurs/de finition
- De fortes densités de frittage, d’excellentes propriétés mécaniques, magnétiques et envers la corrosion peuvent être atteintes par des revêtements, traitements à la chaleur

Avantages REINER
- Propre construction d’outils/de moules et fabrication d’outil avec de nombreuses années d’expérience
- Centres CNC des plus modernes pour le travail d’ensemble/de finition
- Traitements de surface tels que galvanisation/traitement chimique et beaucoup plus par des partenaires fiables
- Savoir-faire particulier L’accent est mis sur les pièces techniques/de faibles dimensions

Origine et expérience de la compétence REINER dans le domaine du Metal Injection Moulding

En quoi se distinguent les pièces MIM fabriquées par une procédure de moulage par injection de particules métalliques ?

Lorsqu’il en vaut de solutions créatives pour de nouveaux produits, la technologie MIM libère les designers et les constructeurs des nombreuses limitations sur les plans de la fabrication et des coûts. Une multitude de matériaux s’y tiennent aussi à disposition tels que des aciers à faible alliage comme le 100Cr6, mais aussi des aciers inoxydables tels que le 316LA. Interrogez nos experts sur les nombreux autres matériaux afin de résoudre individuellement votre défi !
Plus un élément de construction doit être petit, plus les avantages de la procédure de moulage par injection de poudre métallique viennent en jeu. Vous nous rencontrez par exemple au quotidien comme composant de lunettes sous la forme de minuscules charnières hautement résistantes.
Contrairement aux usinages classiques à la tour, de hautes qualités de surfaces sont déjà atteintes lors de la procédure de moulage par injection sans traitement ultérieur. Les propriétés de base du matériau de la pièce frittée permettent des finitions de surface par voie galvanique ou électrolytique sans prétraitement. Elles peuvent être ainsi nickelées ou dotées d’un polissage électrolytique directement de la production.

Du « Feedstock » au cru d’injection vers à l’état brun pour devenir la pièce coulée par injection – comment une pièce de moulage par injection apparaît-elle ?

Au niveau des propriétés chimiques et mécaniques, les pièces frittées de la métallurgie par poudre formées par la procédure de Metal Injection Moulding n’ont rien à craindre à être comparées aux éléments manufacturés par voie d’usinage. Elles possèdent une très forte densité de plus de 96 %. Le matériau de la substance sélectionnée est pratiquement employé à 100 %, car même les résidus de la coulée peuvent être réutilisés. Comment apparaît à proprement dire une pièce MIM ?

La production du Feedstock

On y trouve au début le matériau souhaité avec ses propriétés : une poudre métallique selon l’alliage souhaité est pour cela mélangée à un plastique thermoplastique à titre de liant afin de former le « Feedstock ». Ce mélange de poudre est malaxé sous apport de la chaleur en une masse visqueuse. La tâche du liant est le transport homogène d’une qualité identique pendant la procédure de moulage par injection ainsi que l’assurance d’une grande fermeté de l’élément brut.

Le moulage par injection de métal : le « cru d’injection » apparaît

Le « cru d’injection », tel que l’ébauche est aussi nommée, est créé sur une machine de moulage par injection du « Feedstock » dans l’outil sous haute pression. En raison de la part de liant, cette ébauche est 10 – 20 % plus grande que le produit fini, mais toutes les propriétés géométriques de l’élément souhaité sont exactement définies dans un rapport correspondant d’élargissement. Les restes de coulée sur l’arrivée de matériau dans la machine à injection sont retirés et peuvent à nouveau être intégralement réalimentés comme matériau dans le processus de production.

La séparation pour « l’état brun »

Dans l’étape qui suit, le liant doit être détaché de l’ébauche. Ceci peut être effectué par un détachement en fonction du « Feedstock » par voie de solvant, d’une méthode catalytique ou thermique. Lors de la catalyse, par exemple, le catalyseur est mis en vapeur, réagit avec le liant et ce dernier s’échappe de l’élément sous forme de gaz. Il en reste de la séparation un matériau fini avec une structure à pores ouverts.

Le frittage

En fonction de l’alliage utilisé pour la substance, les éléments sont frittés juste au-dessous du point de fusion – entre 1200 °C et 1400 °C. Pendant ce processus de frittage, les éléments se rétrécissent sur la taille cible ou bien les dimensions exactes des spécifications prescrites par le constructeur. C’est pourquoi on désigne la procédure de coulage par injection de poudre métallique une procédure de fabrication proche des contours finaux ou bien fidèles aux contours finaux.

Traitement ultérieur

Les pièces MIM peuvent par principe être soumises à tous les traitements imaginables de chaleur et de surface qui sont applicables aux éléments métalliques ou céramiques à production conventionnelle. Ceux-ci sont par exemple :
  • La finition de la surface : sablage, ponçage, polissage, rodage
  • La technologie de revêtement : technologie à couche mince, galvanisation, laquage
  • La technique de rattachement : soudure par laser, brasage, montage
  • Le traitement à la chaleur : durcissement, HIP (pressage isostatique à chaud)
  • Le traitement par usinage : usinage à la tour, fraisage, perçage, affutage, râpe, rodage à la pierre, filetage
  • La technique de formage : calibrage

Quels sont les avantages de la fabrication par procédure MIM ?

La procédure de Metal Injection Moulding avance toujours ses avantages là où l’on exige des géométries complexes, des attentes particulières envers les matériaux, une haute précision et un faible taux d’erreur. Les étapes de retravail souvent onéreuses dans les autres procédures peuvent être évitées par un design intelligent et une construction pensée d’avance dans la mesure où la pièce en moulage par injection reçoit déjà en une étape de travail tous les orifices, filetés, logos et autres empreintes au cours de la coulée par injection de poudre métallique. Un constructeur avéré peut sans difficulté construire l’ensemble du groupe d’éléments en une pièce. Les avantages d’un coup d’œil :
  • Production rentable d’éléments hautement complexes dans une fabrication en grande série
  • Fabrication à prix attractif d’éléments à grands volumes
  • Utilisation de substances métalliques hautement résistantes et d’aciers avec grande densité de frittage
  • Faible perte de matériau ou respectivement forte possibilité de réutilisation
  • Économie de processus onéreux de montage
  • Les filetés sont déjà pris en compte dans la forme d’origine
  • Représentation fidèle dans les détails de géométries les plus petites, d’inscriptions, de reliefs et de structures

Est-ce que la procédure MIM a des inconvénients ?

Comparée à des éléments simples formés de manière symétrique par rotation en utilisant des métaux et des aciers classiques du commerce, la procédure MIM est complexe et onéreuse. Le processus de formation du Foodstock, en passant par le cru d’injection, l’état brun jusqu’au frittage de l’élément exige une grande exactitude du système au niveau du maniement des poudres métalliques, des liants, des températures et des outils. Plus la quantité du lot est grande, plus l’utilisation de la procédure MIM Metal Injection Molding en devient rentable.

En quoi REINER est-il particulièrement qualifié comme fabricant de pièces en moulage par injection sous la technologie MIM ?

L’entreprise REINER est équipée d’un propre atelier de construction d’outils ainsi que de nombreuses années d’expérience. Nos collaborateurs dans le domaine de la construction des moules et des outils ont particulièrement développé un savoir-faire orienté sur les solutions au travers de la planification et de la construction de pièces petites et techniques. Les pièces MIM reçoivent leur travail d’ensemble et de finition dans un centre de traitement CNC des plus modernes.

La technologie de précision REINER – des idées mises en forme avec précision