Quelques points à savoir sur le metal injection moulding

Le metal injection moulding est un processus qui travaille sur les métaux. Aussi connu sous le nom de moulage par injection de métal, c’est une pratique très répandue. Et qui en plus mélange le métal finement avec un matériel liant pour créer une « matière première ». Cette dernière sera ensuite façonnée et solidifiée. En ce sens, c’est un processus de moulage qui permet de modeler des pièces complexes de grand volume.

Comment se passe le processus de moulage par injection métal ?

D’abord, les étapes du processus consistent à fusionner des poudres métalliques avec des polymères, à savoir : la cire et des liants de polypropylène. Cela va ensuite produire un mélange de matière première qui sera injecté sous forme liquide. Et tout sera effectué dans un moule à l’aide des machines du metal injection moulding. La pièce moulée ou « pièce crue » sera par la suite refroidie et éjectée du moule. Subséquemment, une partie du matériel liant se fera expulser à l’aide d’un solvant, de fours thermiques et d’un procédé catalytique. Suite à cela, la partie résultante devient fragile et poreuse. Et qui plus est dans un état appelé stade « brun ».

En outre, afin d’améliorer la manipulation, le déliantage et le frittage sont continuellement combinés en un seul processus. En effet, les pièces du metal injection moulding (MIM) sont souvent frittées à des températures moyennement élevées. Et ce, pour pouvoir induire une fusion partielle dans un mécanisme appelé frittage. Par exemple, il faut chauffer un acier inoxydable à 1 350 à 1 400 °C (2 460 à 2 550 ° F). Dans ce cas, les taux de diffusion sont élevés. Cela va entraîner un retrait et une densification considérable. Et au cas où il est effectué sous vide, c’est classique d’observer une densité solide de 96 à 99 %. Le métal du produit final aura ensuite des propriétés mécaniques et physiques. Et qui plus est comparables à des pièces recuites fabriquées suivant les méthodes classiques de travail des métaux.

Par ailleurs, les mêmes traitements thermiques post-frittage que pour les autres voies de fabrication sont faites pour le MIM. En effet, le composant MIM est compatible avec les soins de conditionnement des métaux. Et ce, y compris le placage, la passivation, le recuit, la carburation, la nitruration et le durcissement par précipitation.

Qu’est-ce qui fait la particularité du metal injection moulding ?

Tout d’abord, les matériaux du metal injection moulding sont semblables au métal formé par des méthodes concurrentes. Ils ont le même finalité. En général, les produits finaux serviront dans un large éventail de domaines industriels, commerciaux et médicaux. De la même manière dans le cadre des armes à feu, des aérospatiaux et des automobiles.

Ensuite, le MIM peut produire des pièces qu’aucune autre moyenne de fabrication ne pourrait fabriquer. Il le fait d’une manière très efficace. Et il peut le faire sans des frais supplémentaires. Contrairement aux méthodes de fabrication traditionnelles qui augmentent le coût au fur et à mesure que les pièces sont complexes. D’ailleurs, lors des opérations MIM, on peut inclure quelques détails sur les produits. En effet, il est doté d’une capacité de conception hors du commun. On peut par exemple implémenter des codes de produit, des numéros de pièce ou des horodatages.

En outre, le processus de moulage par injection de métal fait lui permet d’être qualifié de technologie verte. Étant donné qu’il favorise la réduction significative des déchets. Comparé aux méthodes de fabrication « traditionnelles » (l’usinage CNC 5 axes par exemple), il est bien plus écologique. Et contrairement à d’autres, le metal injection moulding possède une large gamme de matériaux disponibles lors de son utilisation. En général, les processus traditionnels de travail des métaux impliquent constamment une énorme quantité de déchets de matériaux. Alors en ce sens, le moulage par injection métal est une option viable. Et ce, dans le cas où les spécifications de parois exceptionnellement minces (c’est-à-dire 100 micromètres) sont requises.

Les avantages et inconvénients du moulage par injection métal

Utiliser le processus du metal injection moulding est très avantageux. D’abord, il privilégie la liberté de fabriquer des formes compliquées sans pour autant payer le prix fort. Ensuite, il prévoit la création des pièces de taille micro en grands volumes. Et qui en plus s’occupe de la réalisation des caractéristiques de forme nette. Tel est le cas des filetages internes et externes. Ainsi que des trous profilés et des textures de surface finement détaillées. Mais aussi le cas pour les moletages, les gravures et les marquages.

En outre, l’usage de la technologie MIM permet de bénéficier de nombreux avantages probants. En effet, grâce à cette méthode, on peut avoir une nouvelle liberté lorsqu’il s’agit de la conception des pièces. De plus, on pourrait avoir une fabrication en série de composants. Et ce, en commençant par celui de plus petite taille pesant entre 0,3 et 150 g. Entre temps, on pourra également obtenir des composants complexes. Et qui plus est doté des parois dont l’épaisseur peut atteindre 0,2 mm. Avec ce procédé, on pourrait fabriquer de petits et grands alésages. Mais aussi, des alésages transversaux, des dentures et des contre-dépouilles. Ou encore, des filetages intérieurs et extérieurs.

Hormis tout cela, le processus de moulage par injection métallique permet de profiter pleinement de la résistance des produits finis. Effectivement, il est bon de savoir que cette ténacité mécanique ressemble à celle des pièces conçues conventionnellement. En ce sens, le metal injection moulding propose un traitement de surface par tribofinition, décapage et électro, polissage. Mais aussi par passivation, sablage ou encore polissage spéculaire.

Le fait que le MIM présente de nombreux avantages n’empêche pas que celui-ci apporte des inconvénients. D’abord, le coût initial est beaucoup plus élevé. En effet, en raison des prix de fabrication des outils, un investissement initial élevé est nécessaire. Ensuite, avec le MIM, il y a tout de même une limitation de taille. En effet, il est très bien pour les petites pièces, mais pas pour celles de plus de 20 cm.