El moldeo por inyección de metal puede simplificar la fabricación de piezas complejas

4 de septiembre de 2020 Por Nancy Crotti

El proceso MIM combina la flexibilidad de diseño del moldeo por inyección de plástico con la resistencia y la integridad de los metales forjados.

Deepak Garg, Indo-MIM

(Imagen cortesía de Indo-MIM)

Los fabricantes de dispositivos médicos están diseñando y desarrollando productos más inteligentes, más ligeros y más complejos utilizando y experimentando con materiales difíciles de mecanizar, como acero inoxidable martensítico, austenítico y endurecido por precipitación, titanio y aleaciones sin níquel.

Instrumentos como disectores, conchotomos, cuchillos, bisturíes y esparcidores para cirugías mínimamente invasivas son cada vez más ligeros y ofrecen mayor libertad de movimiento, pero son más complejos.

El moldeo por inyección de metal (MIM) enfrenta los desafíos de la fabricación de piezas complejas de dispositivos médicos. La tecnología MIM de configuración de red tiene la capacidad distintiva de producir componentes altamente complejos con detalles de superficie intrincados y texturas personalizadas.

Con el proceso MIM, las piezas se pueden fabricar utilizando una variedad de soluciones de materiales disponibles en el mercado, que incluyen acero cementado y templado, acero para herramientas, acero inoxidable, materiales magnéticos, aleaciones de tungsteno y titanio para aplicaciones de resistencia, desgaste y corrosión.

El moldeo por inyección de metales puede ofrecer soluciones innovadoras, como fabricar una pieza con múltiples materiales, permitiendo el desarrollo de la materia prima a partir de polvos de materiales para lograr propiedades específicas, con porosidad gradual, etc.

Diferentes materiales son más adecuados para algunas aplicaciones MIM que otras. (Gráfico cortesía de Indo-MIM)

Es más adecuado para producciones de mayor volumen con aleaciones difíciles de mecanizar por su resistencia al desgaste y a la corrosión. La extensa vida útil del molde permite la reproducción de cientos de miles de piezas manteniendo la calidad. Ofrece importantes ahorros de costos sobre el precio por pieza, ayuda a reducir el número de piezas y elimina el tiempo de ensamblaje porque se pueden incorporar características complejas o múltiples de un diseño en una sola pieza.

El proceso MIM se compone de cuatro pasos de procesamiento únicos:

El proceso MIM comienza con la preparación de la materia prima, también conocida como composición. Los polvos metálicos ultrafinos se mezclan con aglutinantes termoplásticos y cera en una cantidad precisa. La mezcla se mezcla y se calienta para que los aglutinantes se derritan. La masa se enfría y luego se granula en gránulos que fluyen libremente (materia prima) para moldear.

La materia prima peletizada se introduce en una máquina de moldeo por inyección donde se calienta y el aglutinante se funde antes de que la materia prima se inyecte en la cavidad/cavidades del molde bajo alta presión. La pieza moldeada (“parte verde”) se deja enfriar y luego se expulsa del molde. La parte verde es aproximadamente un 20 % más grande que la parte final y está calculada con precisión para compensar la contracción que se produce durante la sinterización.

Durante el desaglomerado o la eliminación del aglutinante, la extracción con disolvente elimina la mayor parte del aglutinante. La pieza (ahora denominada “parte marrón”) es ahora semiporosa, lo que permite que el aglutinante restante escape fácilmente durante la sinterización.

Las piezas se cargan en un horno de sinterización atmosféricamente controlado que las calienta lentamente para eliminar los aglutinantes restantes. Una vez que los aglutinantes se evaporan, la parte metálica se calienta a una temperatura más alta y las partículas metálicas se fusionan. La pieza se contrae isotrópicamente hasta las dimensiones diseñadas y se transforma en un sólido denso. La pieza sinterizada alcanza >= 97% de densidad del material forjado.

Según los requisitos del cliente, se pueden aplicar a la pieza sinterizada ciertas operaciones como acuñado, mecanizado, tratamiento térmico, acabado de superficies, enchapado y revestimiento.

Los moldes MIM pueden durar hasta 500.000 disparos para producir piezas con una precisión dimensional altamente repetible. Ofrece importantes ahorros de costos en comparación con los procesos de fabricación tradicionales y puede eliminar los procesos de ensamblaje porque MIM puede reemplazar un conjunto de piezas con un solo componente.

Deepak Garg es director senior de desarrollo empresarial de Indo-MIM. Tiene maestrías en Ingeniería Tecnológica y Administración de Empresas y cuenta con más de 20 años de experiencia en fabricación, fijación e instalación de componentes mecánicos, materiales, tratamiento de superficies y moldeo por inyección de metal/cerámica.

Las opiniones expresadas en esta publicación de blog son exclusivas del autor y no reflejan necesariamente las de Medical Design and Outsourcing o sus empleados.