Machines de moulage des métaux produire des composants de précision de forme nette à partir de poudres métalliques par moulage par injection de poudre (MIP) pour l'automobile, l'aérospatiale, la médecine et d'autres applications exigeantes. Ce guide présente une vue d'ensemble des types d'équipements de moulage par injection de poudre, des étapes du processus, des principales spécifications, des principaux fabricants et de l'évaluation comparative.
machine de moulage des métaux Vue d'ensemble
Les machines de moulage de métaux facilitent le moulage par injection de poudre - un processus de formation de formes presque nettes qui offre complexité et précision à des volumes élevés :
| Processus | Moulage par injection thermoplastique de poudres métalliques fines suivi d'un déliantage et d'un frittage |
| Métaux | Aciers inoxydables, aciers à outils, titane, alliages lourds de tungstène, superalliages de nickel, etc. |
| Attributs | Complexité, précision, productivité, automatisation |
| Applications | Automobile, aérospatiale, médecine, électronique |
| Échelle | Production en petites, moyennes et grandes séries |
En combinant de manière rentable la liberté de conception et les propriétés mécaniques entre le moulage plastique et l'usinage, le PIM convient aux petits composants complexes tels que les rotors de turbocompresseurs et les plaques de crâne.
machine de moulage des métaux Les types
| Type de machine | Description |
|---|---|
| Moulage par injection | Machines de moulage de précision pour le compactage de poudres métalliques à basse pression en première étape |
| Débouclage | Équipement thermique ou à solvant éliminant le liant avant le frittage |
| Four de frittage | Consolidation de la densité des parties brunes par chauffage en dessous du point de fusion |
Les lignes PIM complètes intègrent ces stations primaires avec des équipements supplémentaires tels que des mélangeurs, des alimentateurs, des robots et des machines de post-traitement.
Étapes du processus
- Mélange - Une fine poudre métallique est mélangée de manière homogène à des liants thermoplastiques.
- Moulage par injection - Composés de matières premières dans des cavités d'outils de précision par le biais de machines de moulage
- Débouclage - Élimination du liant par des techniques thermiques ou des solvants chimiques
- Frittage - Pièces brunes densifiées en composants finaux atteignant des densités de métal solide de 95-99%
- Post-traitement - Usinage secondaire, assemblage ou amélioration de la surface
Une séquence correcte et des paramètres optimisés sont essentiels pour maximiser les propriétés mécaniques de manière rentable.
Spécifications de la machine
| Module | Paramètres clés |
|---|---|
| Moulage par injection | Capacité d'injection, force de serrage, taux d'injection, homogénéité, précision |
| Débouclage | Contrôle de l'atmosphère, uniformité de la température, prévention de la contamination |
| Frittage | Température, atmosphère, temps de séjour, taux de trempe |
| Post-traitement | Tolérancement, exigences en matière de finition de surface |
Les composants médicaux ou aérospatiaux exigent des spécifications plus strictes et une vérification de la conformité aux normes que les raccords commerciaux.
Principaux fabricants
| Entreprise | Modèles | Fourchette de coût |
|---|---|---|
| ARBURG | Gamme polyvalente | $150,000-$750,000 |
| Milacron | Roboshot, Elektron, Magna | $100,000-$650,000 |
| Nissei | Série PS, PN, Hyelectric | $250,000-$800,000 |
| Toshiba | Série EC,ET,EV | $200,000-$700,000 |
Des capacités d'injection plus importantes, des plateaux spéciaux, une salle blanche ou l'automatisation robotique augmentent les coûts. Il convient de tenir compte des volumes de production globaux lors de l'investissement.
Évaluation comparative
| Moulage par injection | Débouclage | Frittage | |
|---|---|---|---|
| Débit | Haut | Moyen | Faible |
| Durée du cycle | Procès-verbal | Heures | Jours |
| Les coûts d'exploitation | Moyen | Faible | Haut |
| Coûts d'investissement | Haut | Moyen | Très élevé pour une grande échelle |
| Flexibilité de la conception | Haut | Moyen | Faible |
Principaux enseignements
- Le coût total de production du moulage par injection de poudre dicte les investissements en équipement en fonction du volume.
- La complexité globale des pièces et les objectifs de qualité déterminent les spécifications
- La modélisation intégrée et la surveillance des processus permettent de réduire les défauts
FAQ
Q : Quelle est la taille optimale d'une presse pour 10000 pièces par an ?
R : Les presses de 50 à 80 tonnes avec des capacités de production de moins de 100 g permettent de produire des volumes moyens de manière rentable. Intégrer l'automatisation pour une productivité optimale.
Q : Existe-t-il des limites de matériaux pour les fours de frittage ?
R : Au-delà de 1900°C, les options se réduisent considérablement. Le vide, les atmosphères protectrices ou les environnements inertes peuvent être nécessaires pour les alliages réactifs. Les fours à bande continue offrent de très grandes échelles de frittage.
Q : Qu'est-ce qui détermine la productivité de la machine de moulage par injection dans le PIM ?
R : La capacité de production, la durée du cycle de séchage et le niveau d'automatisation déterminent principalement le rendement horaire des pièces. Les facteurs secondaires comprennent le changement de format, la maintenance, la conception du moule et les taux de chauffage/refroidissement.
Q : Jusqu'à quelle hauteur les pièces PIM peuvent-elles être pratiquement moulées ?
R : La hauteur doit être inférieure à 25 mm pour les métaux tels que l'acier inoxydable. Pour les matériaux tels que les alliages de tungstène présentant un retrait important, une hauteur maximale de 15 mm est recommandée. Optimisez le positionnement de la porte et la ventilation du moule.
