Guide de conception MIM
Le moulage par injection de métal est un procédé de fabrication de pièces métalliques solides, alliant la liberté de conception du moulage par injection plastique à des propriétés matérielles proches de celles des métaux forgés. Grâce à sa flexibilité de conception intrinsèque, le MIM permet de produire une gamme quasi illimitée de géométries dans de nombreux alliages différents.
Il est essentiel de privilégier la flexibilité de conception des pièces plastiques pour les géométries de pièces métalliques développées avec le procédé MIM. Les limites des technologies traditionnelles de transformation des métaux doivent être ignorées. Le procédé MIM permet une sophistication significative des formes, la combinaison de plusieurs pièces, de multiples caractéristiques/fonctions au sein d'un même composant, l'amélioration de l'assemblage des produits, la miniaturisation des assemblages mécaniques, la réduction de la masse et l'adaptation des propriétés physiques à l'usage final. Le MIM offre ainsi une plus grande liberté de conception et un plus grand choix de matériaux que de nombreux autres procédés de fabrication.
Le guide de conception MIM est destiné à servir de référence pour l'application des principes de conception MIM aux nouveaux composants et l'évaluation des composants existants en vue d'une éventuelle conversion à cette technologie de fabrication. Des pièces MIM bien conçues maximisent les avantages économiques du procédé en garantissant l'obtention des résultats de forme nets et des Cpk dimensionnels ciblés.
Directives de conception MIM pour un composant MIM unique
Un moyen très efficace d’utiliser la liberté de conception inhérente au MIM consiste à combiner plusieurs composants d’un assemblage en un seul composant MIM.
Directives de conception MIM pour une épaisseur de paroi uniforme
Le maintien d'une épaisseur de paroi uniforme sur l'ensemble d'un composant réduit le risque de défauts du processus de moulage, améliorant ainsi la qualité globale de la pièce, l'esthétique et les tolérances dimensionnelles qui en résultent.
Directives de conception MIM pour le contrôle de portes
En général, la porte d'injection est placée au niveau de la section la plus épaisse afin de permettre l'écoulement du matériau des sections épaisses vers les sections fines. De plus, l'emplacement de la ou des portes d'injection doit permettre un remplissage uniforme de la cavité du moule.
Directives de conception MIM pour l'éjection
Une fois la pièce moulée refroidie, elle doit être éjectée. Les éjecteurs la poussent hors de l'empreinte. L'emplacement et le nombre d'éjecteurs dépendent de la taille du composant, de la résistance du liant et de la complexité de l'outillage. Des éjecteurs démoulables sont généralement nécessaires pour extraire les pièces du moule, et une conception soignée est essentielle pour minimiser le marquage par bavure des pièces.
Directives de conception MIM pour les lignes de séparation
L'emplacement du plan de joint est une décision importante dans la conception d'outillages MIM. Il s'agit de la trace laissée sur la surface du composant moulé, à l'intersection des sections du moule. Des exigences esthétiques et fonctionnelles peuvent aider à déterminer le positionnement du plan de joint.
Directives de conception MIM pour les threads
Le procédé MIM permet de réaliser des filetages internes et externes. Le filetage interne est plus précis et plus économique que les mandrins de vissage. L'emplacement optimal des filetages externes est sur un plan de joint. Pour maintenir la tolérance du filetage sur le diamètre, le méplat étroit est généralement de 0,005".
Les filetages internes peuvent être moulés directement dans le composant à l'aide de noyaux de dévissage.
Les filetages externes peuvent être moulés directement sur le composant, éliminant ainsi le besoin d'opérations de formage de filetage secondaires.
Directives de conception MIM pour les contre-dépouilles
Les contre-dépouilles externes sont faciles à réaliser sur un plan de joint à l'aide d'un moule fendu. Les contre-dépouilles internes, quant à elles, ne peuvent être réalisées qu'à l'aide de glissières ou de noyaux démontables. En conception MIM, il est conseillé d'éviter les contre-dépouilles internes en raison des coûts supplémentaires et des risques de bavures.
Des contre-dépouilles internes pouvant être produites à l'aide d'un coulisseau actionné mécaniquement ou hydrauliquement peuvent être facilement produites.
Directives de conception MIM pour le carottage des trous
Le perçage est généralement utilisé pour réduire la section des pièces MIM, uniformiser l'épaisseur des parois, réduire la consommation de métal et limiter, voire supprimer, les opérations de surusinage. Son orientation privilégiée est parallèle à l'ouverture du moule et perpendiculaire au plan de joint. Lorsque le rapport longueur/diamètre est supérieur à 4:1, le perçage traversant est privilégié, car les deux extrémités supportent la broche de noyau. Dans le cas contraire, des trous borgnes seront utilisés avec la broche en porte-à-faux.
Directives de conception MIM pour les trous et les fentes
Les trous et les fentes peuvent conférer des fonctionnalités aux pièces MIM sans coût supplémentaire, tout en réduisant la masse des pièces et en uniformisant l'épaisseur des parois. Les trous perpendiculaires au plan de joint sont faciles à mouler à moindre coût ; les trous parallèles nécessitent des glissières mécaniques ou des vérins hydrauliques. Pour les trous interconnectés, il est important d'examiner attentivement les problèmes potentiels d'étanchéité et de bavures.
Directives de conception MIM pour les éléments décoratifs
Le procédé MIM permet de mouler facilement et sans coût supplémentaire des éléments tels que logos, moletages, numéros de pièces et marques d'identification. Ces éléments peuvent être en relief ou encastrés. Nous pouvons également garantir des détails de haute qualité, comme le moletage en diamant, grâce au procédé MIM.
Directives de conception MIM pour la transition d'épaisseur
Bien que l'épaisseur des parois des pièces MIM soit souhaitablement uniforme, le carottage pour uniformiser l'épaisseur n'est pas une solution idéale et il est difficile d'éviter les variations. Il est donc nécessaire de concevoir une transition progressive entre les différentes épaisseurs.
En résumé, le Guide de conception MIM constitue une ressource précieuse pour exploiter les capacités uniques du procédé de moulage par injection de métal (MIM). En comprenant et en appliquant ses principes, les concepteurs peuvent exploiter pleinement la liberté de conception du MIM, qui permet la création de géométries complexes, la combinaison de plusieurs pièces en une seule et la personnalisation des propriétés physiques.
Lors de la conception de pièces MIM, des aspects tels que l'uniformité de l'épaisseur des parois, le bon positionnement du point d'injection, l'éjection et le positionnement des lignes de joint sont essentiels. L'attention portée à ces détails contribue à améliorer la qualité des pièces, à minimiser les défauts de fabrication et à garantir la précision dimensionnelle. De plus, la prise en compte des filetages, des contre-dépouilles, des alésages, des trous et des fentes, des éléments décoratifs et des transitions d'épaisseur est essentielle pour optimiser le processus de fabrication et le produit final.
Qu'il s'agisse de créer de nouveaux composants ou de convertir des composants existants en MIM, le respect du Guide de conception MIM est essentiel pour maximiser les avantages économiques du procédé, obtenir des résultats de forme nette et respecter les exigences dimensionnelles Cpk ciblées. Il ouvre la voie à la production de pièces métalliques de haute qualité et rentables, capables de répondre aux besoins variés de divers secteurs.