Processo MIM (Metal Injection Molding)

Metal injection molding

Un processo sempre più diffuso per pezzi complessi

Il processo Metal Injection Molding (M.I.M.) è stato sviluppato agli inizi degli anni novanta negli Stati Uniti, essenzialmente per applicazioni nel settore militare. Negli anni seguenti il metodo si è sempre più diffuso, generalmente per la produzione di pezzi di medio-piccole dimensioni.

Attualmente si servono di questa tecnologia numerose aziende operanti nel campo aero-spaziale, militare, medicale, della meccanica di precisione, dell'orologeria, delle armi ed automotive.

I vantaggi di questa tecnologia sono molteplici: elevata precisione nel dettaglio, notevoli proprietà meccaniche dei pezzi ottenuti, possibilità di lavorare anche acciai e leghe metalliche particolarmente resistenti.
Pezzi complessi

Finalità e in cosa consiste

Le finalità principali del processo MIM sono quelle di realizzare pezzi di dimensioni medio piccole, di forma complessa, in lotti medio grandi, con materiali di alta resistenza, con cicli di lavorazione il più possibile automatizzati.

La formatura è ottenuta con i consueti sistemi di stampaggio a iniezione, ad alta velocità di produzione e minima difettosità. I pezzi così formati subiscono le fasi di deceraggio (debinding) e sinterizzazione ottenendo la dimensione definitiva senza successive manipolazioni. La lavorazione finale, in genere limitata e robotizzata, si conclude con la burattatura o brillantatura del pezzo.
Pezzi complessi
Wave

Le fasi del processo in dettaglio

1
Stampaggio
Debinding
Debinding
La materia prima (leghe di nichel, acciaio inox, etc.) viene miscelata in una proporzione definita con il cosidetto legante (il binder, costituito da materie plastiche, cerose o gelatinose), ottenendo così un'impasto omogeneo necessario per le fasi successive. Il risultato di tale miscelazione dà origine al feedstock, che Microfond Bresciana acquista già composto con certificazione. In maniera del tutto analoga a quanto avviene per la plastica, il feedstock viene impiegato come materiale per lo stampaggio del cosidetto green body, ossia del pezzo desiderato avente dimensioni maggiorate e una resistenza dovuta al solo legante.
2
Debinding
Sinterizzazione
Sinterizzazione
I componenti stampati (green body) vengono immessi in forno per essere sottoposti a debinding catalitico, ovvero l'eliminazione del legante (de-binding), che avviene senza provocare nè fratture nè deformazioni del pezzo. Questa delicata fase si conclude con la nascita del brown body, un pezzo avente un residuo legante necessario a mantenere la consistenza del pezzo. In questa fase non avviene nessun cambiamento dimensionale bensì solo un calo di peso dovuto alla perdita della componente resinosa.
3
Sinterizzazione
Sinterizzazione
Sinterizzazione
La formazione del pezzo procede con l'eliminazione del legante residuo. Eliminata la resina, i componenti sono inseriti in uno speciale forno di sinterizzazione. Specifici cicli termici in vuoto o in atmosfera controllata determinano la coalescenza delle particelle di polvere metallica. Il pezzo assume la configurazione di minimo volume fino alla totale compattazione. L'acquisizione delle caratteristiche meccaniche e dimensionali è misurabile dalla densità finale e dal ritiro dimensionale (circa del 20%): il pezzo ottenuto è del tutto analogo ad un ricavato da fusione.

Burattatura e brillantatura permettono di conferire al pezzo lucentezza e bassi valori di rugosità. Possono essere previsti eventuali trattamenti termici.