Proceso de moldeo por inyección de metal, ventajas y consejos

Productos de moldeo por inyección de metales
Productos de moldeo por inyección de metales
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El moldeo por inyección de metales, normalmente abreviado como MIM, se utiliza habitualmente para crear pequeñas piezas metálicas con diseños complejos. Aunque el proceso es similar al moldeo por inyección de plástico, algunas diferencias notables lo hacen único. Conozca en qué consiste el moldeo por inyección de metal y cómo puede utilizarlo para su proyecto de piezas metálicas.

¿Qué es el moldeo por inyección de metales?

El moldeo por inyección de metales (MIM) describe el proceso por el que se fabrican productos metálicos pequeños e intrincados utilizando una máquina de moldeo por inyección convencional. También se conoce como moldeo por inyección de metal en polvo, ya que el polvo metálico es el ingrediente clave.

La historia del moldeo por inyección de metales se remonta a finales de los años 70, cuando Raymond Wiech se le atribuye el desarrollo de esta tecnología. Desde entonces, el proceso no ha dejado de ganar popularidad y se ha utilizado para crear piezas en diversas industrias, como la aeroespacial, la automovilística y la médica.

Proceso de moldeo por inyección de metales
Proceso de moldeo por inyección de metales
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¿Cómo funciona el moldeo por inyección de metales?

El moldeo por inyección de metales combina la manejabilidad de los plásticos con la rigidez y resistencia de los metales. Se utiliza una mezcla de metal en polvo y aglutinantes poliméricos para crear una materia prima y se le da forma en una máquina de moldeo por inyección, aunque a menudo se requieren pasos adicionales. Empecemos por la propia máquina.

Máquina de moldeo por inyección de metales

La máquina de moldeo por inyección de metal no es diferente de una máquina de moldeo por inyección estándar. Consta de los componentes típicos, como una unidad de inyección, unidad de sujeción, molde y sistemas de control.

La unidad de inyección se compone de una tolva para recibir el material y un tornillo alternativo para fundirlo. Este tornillo también introduce la materia prima en el molde, donde se mantiene bajo presión mientras se enfría para producir la pieza acabada.

La unidad de cierre mantiene unidas las dos mitades del molde de inyección de metal, garantizando que permanezcan firmemente sujetas cuando llegue el momento del moldeo. El sistema de control supervisa la presión y la velocidad de inyección, la temperatura y otros parámetros críticos para garantizar la correcta producción de la pieza.

Productos de moldeo por inyección de metales

En la industria del moldeo por inyección, el uso del MIM da lugar a un gran número de piezas y productos. Desde pequeños componentes utilizados en electrónica de consumo hasta piezas de automoción, implantes médicos, componentes aeroespaciales e incluso joyas: las posibilidades son infinitas.

Normalmente, el MIM es más adecuado para formas complejas con detalles intrincados que, de otro modo, serían imposibles o demasiado caros de producir utilizando otros métodos. Ejemplos de aplicaciones de moldeo por inyección de metal son:

  • Implantes médicos
  • Brackets de ortodoncia
  • Piezas de automóviles
  • Componentes aeroespaciales

Es bueno tener en cuenta que los productos de moldeo por inyección de metal se limitan actualmente a piezas de menos de 5 cm de tamaño y que suelen pesar entre 5 y 100 gramos, aunque se pueden fabricar piezas más grandes.

Diagrama del proceso de moldeo por inyección de metales
Diagrama del proceso de moldeo por inyección de metales
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Proceso de moldeo por inyección de metales

El proceso de moldeo por inyección de metal comienza con la mezcla de polvo metálico y un aglutinante para formar lo que se conoce como materia prima. Esto es lo que se inyectará en la máquina de moldeo por inyección. Los materiales aglutinantes de la inyección de metal pueden ser cualquier cosa, desde polímeros hasta resina y cera.

Una vez formada la materia prima, normalmente en forma de gránulos y con una proporción de metal/aglomerante de 60:40, puede comenzar el proceso de moldeo. Estos son los pasos que hay que seguir:

1. La materia prima para el moldeo por inyección de metal se calienta y se vierte en la máquina de moldeo por inyección. Aquí, se calienta y se empuja hacia delante mediante un tornillo.

2. La máquina de moldeo por inyección empuja el material presurizado hacia una cavidad calentada o preforma. Esta preforma es la que dará la forma deseada al producto acabado.

3. El molde se hace más grande que el tamaño deseado del producto. Esto es para permitir la contracción del material cuando el material de unión se eliminará en el siguiente paso.

4. La pieza sólida se expulsa del molde y se elimina el aglutinante. Esto puede hacerse mediante diversos métodos, como calor, catalizador o extracción con disolventes.

5. A continuación, se sinteriza la pieza. En el moldeo por inyección de metales, la sinterización aumenta la densidad general del material fundiendo las partículas entre sí para que formen una estructura sólida y alcancen su resistencia final. También elimina cualquier resto de material aglutinante.

Horno de sinterización para moldeo por inyección de metales
Horno de sinterización para moldeo por inyección de metales
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Ventajas y desventajas del moldeo por inyección de metales

¿Por qué querría utilizar el moldeo por inyección de metal para sus piezas y componentes? Un vistazo a las ventajas y desventajas puede ayudar a tener cierta perspectiva.

Ventajas del moldeo por inyección de metales

Las ventajas del moldeo por inyección de metales van desde la complejidad de las piezas hasta la flexibilidad del diseño. Estas son las razones por las que puede elegir el moldeo por inyección de metal:

Gran volumen: El proceso de moldeo por inyección de metal es idóneo para la producción en serie, lo que reduce el coste de las piezas en comparación con el mecanizado tradicional.

Diseños complejos: El moldeo por inyección de metales permite fabricar piezas y componentes complejos con geometrías intrincadas y características detalladas.

Opciones de material: Hay muchas opciones para los materiales de moldeo por inyección de metal, acero inoxidable, aleaciones de titanio, aleaciones de cobre, acero al carbono, aleaciones de níquel y así sucesivamente, lo que significa diferentes propiedades para adaptarse a diferentes aplicaciones.

Pocos residuos: Al mezclar la materia prima de polvo metálico y aglutinante polimérico, el material sobrante puede reutilizarse en lotes futuros.

Piezas duraderas: Las piezas de moldeo por inyección de metal son muy duraderas y resistentes al desgaste. Eso las hace ideales para una gran variedad de usos.

Tolerancias estrictas: Las tolerancias del moldeo por inyección de metales pueden ser bastante ajustadas. Esto se adapta a muchas aplicaciones de alta precisión.

Desventajas del moldeo por inyección de metales

Aunque el moldeo por inyección de metal tiene muchas ventajas, también hay que tener en cuenta algunos inconvenientes. Estas son las posibles desventajas del moldeo por inyección de metal:

Herramientas costosas: El coste del utillaje de moldeo por inyección de metal puede ser bastante elevado en comparación con otros métodos. El elevado coste del moldeo por inyección de metal también incluye el de las materias primas.

Largo plazo de entrega: El proceso de mecanizado puede durar varias semanas, más que otros procesos.

Piezas metálicas moldeadas por inyección, pequeñas y con geometrías únicas
Piezas metálicas moldeadas por inyección, pequeñas y con geometrías únicas
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Moldeo por inyección de metal Vs. Mecanizado

El moldeo por inyección de metal y el mecanizado son dos métodos populares para producir piezas, pero cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes. Para ayudarle a comparar el moldeo por inyección de metal frente al mecanizado, aquí tiene algunos datos clave sobre los dos procesos.

  • El moldeo por inyección de metales consiste en mezclar un aglutinante con un polvo metálico e inyectarlo en una cavidad para darle forma. El mecanizado, por el contrario, parte de bloques sólidos de metal y les da forma utilizando controlado por ordenador herramientas de corte.
  • Además, mientras que el moldeo por inyección de metal requiere un molde, el mecanizado no. En cambio, el mecanizado se realiza utilizando herramientas de corte y máquinas para dar forma al metal.
  • En términos de coste, el moldeo por inyección de metal puede ser más caro debido al coste inicial de las herramientas. El mecanizado suele tener un coste inicial menor, pero puede requerir más material en función de la complejidad del producto.
  • Además, el proceso de moldeo por inyección de metal produce menos materiales de desecho, mientras que el mecanizado suele generar una gran cantidad de desechos y rebabas.

En general, cada proceso tiene sus pros y sus contras, por lo que es importante evaluar los requisitos de su proyecto y determinar cuál es la mejor opción para usted.

Conclusión

El moldeo por inyección de metales es un proceso versátil muy adecuado para la producción en serie y la manipulación de diseños complejos. Requiere un mínimo de residuos, tiene tolerancias estrictas y produce piezas duraderas. Aunque requiere más pasos que el moldeo por inyección de plástico y el mecanizado, las ventajas suelen compensar el tiempo y los costes asociados.

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