Guía de diseño MIM
El moldeo por inyección de metal es un proceso de forma neta para la producción de piezas metálicas sólidas que combina la libertad de diseño del moldeo por inyección de plástico con propiedades de material similares a las de los metales forjados. Gracias a su inherente flexibilidad de diseño, el MIM permite producir una gama prácticamente ilimitada de geometrías en diversas aleaciones.
Se debe priorizar la flexibilidad en el diseño de piezas plásticas en las geometrías de piezas metálicas desarrolladas con el proceso MIM. Se deben ignorar las limitaciones de la tecnología metalúrgica tradicional. El proceso MIM permite una sofisticación significativa de la forma, la combinación de múltiples piezas, múltiples características/funciones en un solo componente, mejoras en el ensamblaje del producto, la miniaturización de conjuntos mecánicos, la reducción de masa y propiedades físicas personalizadas para el uso final previsto. Por lo tanto, MIM ofrece mayor libertad de diseño y opciones de materiales que muchos otros procesos de fabricación.
La guía de diseño MIM sirve de referencia para aplicar los principios de diseño MIM a nuevos componentes y evaluar los componentes existentes para su posible conversión a esta tecnología de fabricación. Las piezas MIM correctamente diseñadas maximizan los beneficios económicos del proceso, garantizando la obtención de los resultados de forma neta y los Cpk dimensionales deseados.
Directrices de diseño MIM para un solo componente MIM
Una forma muy eficaz de utilizar la libertad de diseño inherente de MIM es combinar múltiples componentes en un conjunto en un solo componente MIM.
Directrices de diseño MIM para un espesor de pared uniforme
Mantener un espesor de pared uniforme en todo el componente reduce la probabilidad de fallas en el proceso de moldeo, mejorando así la calidad general de la pieza, la estética y las tolerancias dimensionales resultantes.
Directrices de diseño MIM para puertas
Generalmente, la compuerta se coloca en la sección transversal más gruesa para permitir que el material fluya de las secciones gruesas a las delgadas. Además, la(s) compuerta(s) debe(n) ubicarse de forma que permita un llenado uniforme de la cavidad del molde.
Directrices de diseño de MIM para la eyección
Una vez enfriada la pieza moldeada, debe expulsarse. Los expulsores la empujan fuera de la cavidad. La ubicación y el número de expulsores dependen del tamaño del componente, la resistencia del aglutinante y la complejidad del herramental. Los expulsores de expulsión suelen ser necesarios para extraer las piezas del molde, y un buen diseño de estos expulsores es fundamental para minimizar las marcas de rebaba en las piezas.
Directrices de diseño MIM para líneas de partición
La ubicación de la línea de partición es una decisión importante en el diseño de herramientas MIM. Esta línea es la traza que se deja en la superficie del componente moldeado donde se unen las secciones del molde. Los requisitos estéticos y funcionales pueden ayudar a determinar la ubicación de la línea de partición.
Directrices de diseño MIM para subprocesos
El proceso MIM permite formar roscas internas y externas. La rosca interna es más precisa y rentable que el desatornillado de núcleos. La ubicación óptima de las roscas externas es en la línea de partición. Para mantener la tolerancia de la rosca en el diámetro, el plano estrecho suele ser de 0,005".
Las roscas internas se pueden moldear directamente en el componente utilizando núcleos desatornillables.
Las roscas externas se pueden moldear directamente sobre el componente, eliminando así la necesidad de realizar operaciones secundarias de formación de roscas.
Directrices de diseño MIM para socavones
Las muescas externas se forman fácilmente en una línea de partición mediante un molde dividido. Mientras que las muescas internas solo se pueden producir mediante guías o núcleos plegables. En el diseño MIM, se deben evitar las muescas internas debido al costo adicional y a los posibles problemas de rebabas.
Se pueden realizar fácilmente cortes internos que se pueden realizar con una corredera accionada mecánica o hidráulicamente.
Directrices de diseño MIM para perforaciones de núcleos
Los agujeros de núcleo se utilizan normalmente para reducir la sección transversal de las piezas MIM, uniformizar el espesor de la pared, reducir el consumo de material metálico y reducir o eliminar las operaciones de mecanizado secundario. Su dirección preferida es paralela a la abertura del molde y perpendicular al plano de separación. Cuando la relación longitud/diámetro es superior a 4:1, se prefiere el agujero pasante, ya que ambos extremos soportan el pasador de núcleo; de lo contrario, se utilizan agujeros ciegos con el pasador en voladizo.
Directrices de diseño MIM para orificios y ranuras
Los orificios y ranuras pueden proporcionar características funcionales en piezas MIM sin costo adicional, además de reducir la masa de la pieza y uniformizar el espesor de pared. Los orificios perpendiculares a la línea de partición son fáciles de moldear con el menor costo; los orificios paralelos requieren deslizadores mecánicos o cilindros hidráulicos. Para orificios con conexión interna, es necesario considerar cuidadosamente los posibles problemas de sellado y de rebabas.
Directrices de diseño MIM para elementos decorativos
MIM permite moldear fácilmente características como logotipos, moleteados, números de pieza y marcas de identificación sin costo adicional. Todas estas características pueden ser elevadas o subsuperficiales. También podemos lograr detalles de alto nivel, como el moleteado de diamante, en el proceso MIM.
Directrices de diseño MIM para la transición de espesor
Si bien es deseable que el espesor de pared de la pieza MIM sea uniforme, la perforación para uniformizarlo no es la mejor opción, y es difícil evitar variaciones. Necesitamos diseñar una transición gradual entre diferentes espesores.
En resumen, la Guía de Diseño MIM es un recurso invaluable para aprovechar las capacidades únicas del proceso de Moldeo por Inyección de Metal (MIM). Al comprender y aplicar sus principios, los diseñadores pueden aprovechar al máximo la libertad de diseño de MIM, que permite la creación de geometrías complejas, la combinación de múltiples piezas en una sola y la personalización de las propiedades físicas.
Al diseñar piezas MIM, aspectos como el espesor uniforme de las paredes, la correcta inyección, la expulsión y la ubicación de la línea de partición son cruciales. Prestar atención a estos detalles ayuda a mejorar la calidad de la pieza, minimizar los defectos de fabricación y garantizar la precisión dimensional. Además, es fundamental considerar las roscas, las muescas, los orificios de perforación, los orificios y ranuras, las características decorativas y la transición de espesores para optimizar el proceso de fabricación y el producto final.
Ya sea al crear nuevos componentes o convertir los existentes a MIM, seguir la Guía de Diseño MIM es clave para maximizar los beneficios económicos del proceso, lograr resultados de forma neta y cumplir con los requisitos dimensionales de Cpk. Esto allana el camino para la producción de piezas metálicas rentables y de alta calidad que satisfacen las diversas necesidades de diversas industrias.