Fabricación aditiva MIM

fabricación aditiva mim se refiere a un proceso industrial para producir piezas metálicas pequeñas y complejas en grandes volúmenes. Una materia prima compuesta de polvo metálico se moldea en estado verde mediante equipos de moldeo por inyección, se deforma y, a continuación, se sinteriza para alcanzar la densidad total.

El MIM aprovecha la flexibilidad geométrica del moldeo por inyección de polímeros y el conformado en verde con la capacidad de rendimiento de las aleaciones metálicas. Con los procesos de fabricación aditiva ampliando las opciones, esta guía cubre las composiciones MIM, propiedades, aplicaciones, especificaciones, flujos de proceso, proveedores, compensaciones y preguntas frecuentes.

Composición de las aleaciones MIM

Existen muchas composiciones disponibles como materias primas para el MIM:

Material	Aleaciones comunes	Visión general
Acero inoxidable	316L, 17-4PH, 420	Resistente a la corrosión, gran dureza, para usos médicos
Acero para herramientas	H13, P20	Alta resistencia, resistencia al calor, para utillaje moldeado
Aleación de aluminio	2024, 6061, 7075	Ligereza, alta relación resistencia/peso
Aleación de titanio	Ti-6Al-4V	Ligero, resistente a la corrosión y de alta resistencia para usos aeroespaciales
Aleación de níquel	Inconel 625 y 718	Resistencia al calor/corrosión adecuada para turbomaquinaria
Tungsteno	WHA, WC	Densidad extremadamente alta perfecta para aplicaciones de equilibrado

Disponemos de formulaciones estándar y personalizadas en función de las necesidades.

Propiedades de fabricación aditiva mim

Además de la composición adaptada a los requisitos de rendimiento, las propiedades resultantes clave incluyen:

Propiedad	Descripción
Densidad	Oscila entre una densidad cercana a la del metal puro y una densidad teórica superior a 95%.
Resistencia a la tracción	250 MPa a más de 1300 MPa en función de las estrategias de refuerzo
Dureza	Hasta 70 HRC en función de la aleación elegida
Resistencia a la corrosión	Posibilidad de distintos niveles de resistencia en función de las composiciones seleccionadas
Rugosidad de la superficie	Como moldeado <6 μm Ra hasta <0,2 μm Ra después del chapado/pulido.
Geometría compleja	El moldeo permite formas intrincadas inalcanzables con otros procesos
Resolución de características	Ranuras, orificios y roscas pequeñas de hasta ~100 μm " realizables
Grosor de la pared	Paredes de hasta ~0,25 mm moldeadas en función de la geometría
Tolerancias	Tolerancias más estrictas que la AM metálica, ±0,3% de dimensiones típicas

Estas capacidades hacen que el MIM sea adecuado para componentes de precisión de uso final.

Aplicaciones de la fabricación aditiva MIM

La flexibilidad geométrica y la composición a medida del MIM se adaptan a diversos sectores:

Industria	Ejemplos de componentes
Automoción	Engranajes, balancines, componentes del turbocompresor
Aeroespacial	Álabes de turbina, impulsores, álabes guía de tobera
Armas de fuego	Gatillos, seguros, correderas, expulsores, bozales
Médico/Dental	Mangos de bisturí, pinzas, placas de cráneo, coronas
Petróleo y gas	Piezas de válvulas, incluidos cuerpos, vástagos y actuadores
Microelectrónica	Escudos, conectores, clavijas, espaciadores, actuadores

El MIM también ayuda a crear insertos de utillaje capaces de realizar operaciones de moldeo/conformado de producción en serie.

Especificaciones de la materia prima MIM

Las propiedades de la materia prima requieren un control cuidadoso de la tolerancia y la capacidad de las características:

Parámetro	Especificación típica	Método de ensayo
Granulometría del polvo	3 - 20 μm	Difracción láser
Carga de polvo	>55 vol%	Análisis termogravimétrico
Densidad aparente del polvo	2,5 - 4 g/cm3	Caudalímetro Hall
Densidad del grifo	>4 g/cm3	Volúmetro de toma
Curva de viscosidad	Depende de la velocidad de cizallamiento	Reometría capilar
Distribución del tamaño de los gránulos	2 - 4 g sensibles a la forma	Tamizado

Estas especificaciones favorecen la fluidez del molde al tiempo que garantizan la resistencia del cuerpo verde y del sinterizado.

Visión general del proceso de fabricación MIM

1. Desarrollar materia prima compuesta con el sistema deseado de polvo + aglutinante
2. Peletización de la materia prima para un control volumétrico preciso de la granalla
3. Piezas moldeadas por inyección con tolerancias y acabados superficiales ajustados
4. Descortezar químicamente y eliminar el contenido polimérico
5. Pellets sinterizados a una densidad teórica >92%
6. Mecanizar los elementos necesarios si la geometría lo permite
7. Si es necesario, aplique un chapado, un tratamiento térmico, un revestimiento, etc. suplementarios.
8. Pruebas de garantía de calidad y validación para la producción

Se sigue optimizando para aumentar la fiabilidad con grandes volúmenes.

Proveedores de equipos y materias primas para MIM

Empresa	Materiales	Capacidades
BASF	Amplia gama de aleaciones MIM	Materias primas de calidad total
Sandvik Osprey	316L, 17-4PH, más	La experiencia en atomización se traslada al MIM
MPP	Aceros para herramientas, aceros inoxidables, a medida	Líderes también en equipos MIM
Innovaciones CN	Aleaciones personalizadas	Especialistas en composiciones novedosas
Parmatech Corp	Aleaciones de Ti, aceros para herramientas, aleaciones de Fe, exóticos	Equipos y materias primas

Los proveedores ofrecen equipos complementarios como máquinas de moldeo y hornos para permitir la producción llave en mano.

Ventajas y desventajas de la tecnología MIM AM

Pros:

• Geometrías y ensamblajes muy complejos consolidados
• Excelentes propiedades mecánicas gracias a granos finos uniformes
• Gran resolución de acabado superficial como moldeado
• Escalabilidad probada de la producción en masa una vez cualificada
• Bajo desperdicio de materia prima en comparación con la impresión sobre metal
• Aprovecha los conocimientos técnicos existentes sobre moldeo por inyección

Contras:

• Elevados costes iniciales de formulación de materias primas y utillaje
• Cualificación intensiva de nuevas piezas y aplicaciones
• Tamaño limitado a menos de varios kilos
• Limitado a aleaciones disponibles en polvo
• Resistencia última generalmente inferior a la de las piezas forjadas
• Coste por pieza superior a otros procesos hasta >10k de volumen

El MIM es ideal para componentes metálicos pequeños y complejos, gracias a su sólida trayectoria.

Preguntas frecuentes

¿Cómo de pequeñas son las características que puede moldear prácticamente el MIM?

Los límites inferiores típicos se sitúan en torno a las 100-150 micras para el diámetro del orificio y los grosores de pared del molde en torno a los 0,3 mm (~12 milésimas de pulgada), más finos en determinadas geometrías.

¿Qué determina los límites de tamaño de las piezas MIM?

Dificultad general para manejar formas de pared delgada de más de aproximadamente 5" de longitud de flujo sin pandeo ni distorsión. Espesor máximo normalmente inferior a 0,5" y pesos de hasta 5 libras.

¿Permite el MIM los materiales compuestos con gradación funcional (FGM)?

Sí, los procesos de moldeo avanzados admiten ahora porosidades a medida o materias primas multipolvo graduadas espacialmente dentro de un único componente moldeado durante la fabricación.

¿Cuántas aleaciones se comercializan como materia prima para el MIM?

Existen más de 60 formulaciones básicas: los aceros inoxidables de la serie 300 representan más de 50% del mercado total, seguidos de los aceros para herramientas, las aleaciones de titanio y las superaleaciones de níquel, que están experimentando un crecimiento.

¿Qué procesos de acabado suelen seguir al MIM?

Entre las operaciones secundarias habituales se incluyen el acabado de barriles/desbarbado por vibración, el rectificado de superficies, el granallado, el marcado por láser, la pasivación, el chapado, el tratamiento térmico, la unión y la inspección.

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