En los últimos años, la Proceso de moldeo por inyección de micrometales (μ-MIM) Se ha desarrollado con el objetivo de fabricar metales y aleaciones que puedan utilizarse para la producción en masa de micropiezas y superficies de microestructuras. μ-MIM aumenta enormemente la disponibilidad de metales y aleaciones para microaplicaciones, como nuevos materiales con alta estabilidad de temperatura, resistencia y tenacidad, así como conductividad térmica y magnetismo.

Además, en comparación con el moldeo por microinyección de plástico, el proceso de producción bimetálica desarrollado por μ-MIM permite conectar dos materiales metálicos diferentes entre sí (coinyección bimetálica) durante el proceso de moldeo por inyección.

1. MIM de dos componentes (2C-MIM)

La superficie es porosa y el núcleo interno es denso.

Como método de fabricación de piezas bimetálicas, se ha desarrollado el proceso 2C-MIM (MIM de dos componentes). La principal ventaja del proceso 2C-MIM es que permite combinar directamente dos materiales con diferentes propiedades en un solo proceso de producción, lo que reduce las operaciones de unión posteriores (como soldadura, remachado, montaje de fijación, etc.).

Las piezas que 2C-MIM puede fabricar van desde piezas huecas con estructuras internas complejas hasta componentes desmontables flexibles.

El objetivo de toda investigación es producir piezas de ingeniería funcionales y mejoradas a un coste favorable. En el caso de piezas que se desgastan con facilidad, solo se pueden reforzar localmente las partes clave, como la superficie de fricción, con materiales más duros o resistentes al desgaste, y otras piezas estructurales con materiales de coste relativamente bajo.

Para fabricar piezas bimetálicas, no basta con comprender la forma de moldeo por inyección de los dos materiales; la clave reside en que ambos materiales puedan sinterizarse en el mismo horno y en la misma atmósfera de sinterización. Dado que la tasa de contracción de las dos piezas no es la misma durante la sinterización, puede provocar delaminación o agrietamiento. Además, cuando se forma una fase dañina, los elementos aleados también pueden extenderse a lo largo del límite, lo que reduce las propiedades del material.

Figura 17-Muestra de tracción compuesta 4PH/316L preparada mediante coinyección

Al coordinar los factores de mecanizado, se optimiza la calidad de las piezas 2C-MIM. Gracias a su capacidad única para fabricar piezas con diferentes propiedades de material sin necesidad de ensamblaje, el proceso 2C-MIM sin duda ampliará el mercado de aplicaciones del... Industria MIM.

Si el rango de tamaño de partícula del polvo es inferior a 1 um, se deben utilizar materiales de inyección especiales para adaptarse a los problemas causados ​​por la gran superficie del moldeo por inyección de polvo y desengrasante.

2. Proceso de moldeo por inyección de micrometal (μ-MIM)

Plato de reacción de acero inoxidable para microinyección

Los productos y sistemas se están miniaturizando, lo que significa que las partes estructurales y funcionales en sistemas complejos son cada vez más pequeñas.

Esto requiere no sólo el uso de materiales avanzados con propiedades físicas apropiadas, sino también características geométricas microminiaturizadas para aumentar el número de funciones integradas.

Por lo tanto, es necesario desarrollar métodos altamente efectivos y confiables para fabricar micropartes o partes de microestructura, y las partes de microestructura fabricadas con μ-MIM se pueden usar para reemplazar partes de plástico para obtener las ventajas de las propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión o propiedades de alta temperatura de los materiales metálicos.

El éxito de este nuevo proceso de fabricación se basa en el hecho de que su proceso competitivo está limitado por los materiales mecanizables o la capacidad de producción en masa, y no existe alternativa al μ-MIM.

La tecnología LIGA (una combinación de litografía y electroconformado) generalmente solo es adecuada para geometría 2D y está limitada por el electroconformado en términos de selección de materiales.

Otras técnicas, como los métodos de microfabricación electroquímica, el microfresado y el micromolienda, provienen de la industria de la microelectrónica basada en silicio y tienen la capacidad de resolver características tan pequeñas como 1 μm, pero no son adecuadas para la producción en masa de Piezas 3D.

Actualmente, las micropiezas producidas con μ-MIM pueden tener un tamaño de característica de tan solo 5 μm. Sin embargo, para optimizar el rendimiento, como mantener la forma según las características de flujo o las piezas, se han desarrollado materiales de inyección especiales que son totalmente compatibles con los tamaños submicrónicos o nanométricos requeridos para μ-MIM.

En general, para micropiezas, el MIM puede replicar características de aproximadamente 10 veces el tamaño de partícula promedio, lo cual es especialmente adecuado para micropiezas. Si se desea crear características más pequeñas, se requiere aplicar un polvo más pequeño. Actualmente, el polvo metálico disponible es de 1 μm. Algunos polvos son demasiado reactivos para producir polvos en este rango de tamaño de partícula (p. ej., Ti), mientras que otros polvos metálicos son más fáciles de producir mediante vaporización especial con aerosol (p. ej., acero inoxidable).

Si el rango de tamaño de partícula del polvo es inferior a 1 um, se deben utilizar materiales de inyección especiales para adaptarse a los problemas causados ​​por la gran área de superficie del moldeo por inyección y desengrasado del polvo.

Imagen de microinyección de engranajes y impulsor de acero inoxidable

Actualmente, el μ-MIM se encuentra en fase de incubación y se desarrolla en gran medida en paralelo con el proceso 2C-MIM. Ambos procesos ya están en producción, pero ambos se encuentran en fase de desarrollo tecnológico y estudios de viabilidad para una amplia variedad de micropiezas o piezas microestructurales.

Los objetivos iniciales de investigación y desarrollo competitivos son fundamentales en el camino hacia el éxito en el mercado, pero solo a través del desarrollo de materiales y procesos de producción en torno a las posibilidades del 2C-μ-MIM en la industria, junto con la formación de ingenieros y técnicos, se pueden lograr avances reales.

En los últimos seis meses, la aplicación de cerámica y vidrio 3D en teléfonos móviles ha cobrado cada vez más importancia, lo que ha generado numerosos modelos de estructuras de vidrio y cerámica 3D de doble cara. Cada vez más empresas se suman a esta industria, mostrando un florecimiento floreciente. Se han desarrollado nuevas tecnologías, procesos y materiales, como acero inoxidable, aleación de titanio, marco MIM y cubierta trasera de cerámica. Además, se han incluido aspectos como el desarrollo de texturas para la decoración de vidrio, el nuevo proceso de pulverización de tinta, la impresión y la fusión de antenas. Mejorar la tasa de aprobación del vidrio 3D, reducir el consumo energético y mejorar la eficiencia se ha convertido en un desafío para toda la industria.

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