Poudre moulable par injection désigne un type de matériau d'alimentation utilisé dans le moulage par injection de poudre, un procédé de fabrication industrielle permettant de produire des pièces métalliques complexes et de haute précision. Cette poudre est un mélange de poudres métalliques fines et de liants polymères qui peuvent être moulés par injection dans des pièces complexes de forme nette en grande quantité.
Avantages de l'utilisation de poudre moulable par injection
L'utilisation de poudre moulable par injection présente plusieurs avantages par rapport à d'autres méthodes de fabrication :
- Permet la production en grande quantité de pièces métalliques complexes et détaillées
- Tolérances plus étroites, meilleure résolution et finitions de surface plus fines
- Faible perte de matière lors de l'usinage
- Géométries complexes possibles
- Gamme de matériaux tels que l'acier inoxydable, l'acier à outils, les alliages de tungstène
- Réduction des coûts grâce à la diminution du traitement secondaire
Composition de la poudre moulable par injection
Les poudres moulables par injection contiennent les composants suivants :
| Composant | Détails |
|---|---|
| Poudre métallique | Poudres très fines d'acier inoxydable, d'acier à outils, d'alliages de tungstène, etc. Taille des particules 1 - 20 microns |
| Reliure | Cire ou polymères thermoplastiques comme le polyéthylène, le polypropylène. 20-40% en volume |
| Lubrifiants | Acide stéarique, acide oléique. 1-2% en poids |
Caractéristiques des poudres métalliques utilisées
Le composant en poudre métallique possède des propriétés spécifiques qui le rendent adapté au moulage par injection :
- Taille des particules entre 1 et 20 microns
- Morphologie sphérique
- La fluidité est importante pour le remplissage des moules
- Densité apparente 2-4 g/cc
- Masse volumique 4-6 g/cc
Normes pour les poudres métalliques
Les poudres métalliques utilisées doivent répondre à des normes de composition et de granulométrie :
| Standard | Détails |
|---|---|
| ISO 4490 | Composition chimique des aciers à outils |
| ASTM B822 | Spécification pour la composition des alliages de tungstène |
| DIN ISO 4497 | Distribution de la taille des particules pour les poudres métalliques |
Étapes du processus de fabrication
Le processus de fabrication comprend les étapes clés suivantes :
- Mélange - Mélange homogène de poudre métallique et de composants de liant
- Granulation - Granulation en pellets de matières premières pour injection
- Moulage par injection - Chauffer et injecter la matière première dans le moule
- Débouclage - Élimination des liants polymères
- Frittage - Chauffage des pastilles pour fusionner les particules de métal par diffusion
Applications des pièces moulées par injection
Poudre moulable par injection peut être utilisé pour fabriquer diverses pièces complexes et de haute précision dans tous les secteurs d'activité :
| L'industrie | Composants |
|---|---|
| Automobile | Engrenages, cames, poulies |
| Aérospatiale | Aubes de turbines, roues à aubes |
| Médical | Implants orthopédiques, implants dentaires |
| Consommateur | Boîtiers de montres, corps de lampes de poche |
Avantages du moulage par injection pour la fabrication de pièces
L'utilisation du processus de moulage par injection de métal offre des avantages uniques :
- Formes complexes, traits fins
- Tolérances serrées jusqu'à +/- 0,005 pouce
- Finitions de surface soignées
- Gamme d'options de matériaux
- Volumes de production élevés
Limites du processus de fabrication
Il existe également certaines limites :
- Poids des pièces limité à < 400 g
- Épaisseur de la paroi > 0,4 mm
- Assemblages nécessaires pour les géométries complexes
- Outillage coûteux pour les moules
- Changements dimensionnels pendant le frittage
Fournisseurs mondiaux de matières premières
De nombreuses entreprises internationales fournissent des matières premières prêtes à l'emploi pour le moulage par injection :
| Entreprise | Localisation | Matériaux |
|---|---|---|
| BASF | Allemagne | Acier inoxydable 316L, alliages de titane |
| Sandvik | Suède | Aciers inoxydables, aciers à outils |
| GKN | ROYAUME-UNI | Alliages d'aluminium et de magnésium |
| Rio Tinto | Australie | Mélanges injectés de métal et de céramique |
Prix indicatifs
| Matériau | Fourchette de prix |
|---|---|
| Acier inoxydable | $50-70 par kg |
| Acier à outils | $45-65 par kg |
| Alliage lourd de tungstène | $130-170 par kg |
Les prix dépendent du volume des commandes, des besoins de personnalisation et des facteurs économiques.
Avantages et inconvénients de l'utilisation Poudres moulables par injection
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Formes compliquées et complexes | Taille et poids limités |
| Tolérances plus étroites | Outils et équipements coûteux |
| Finition fine de la surface | Changements dimensionnels pendant le frittage |
| Gamme de matériaux | Le post-traitement est souvent nécessaire |
| Production élevée, faible coût par pièce | Les matériaux fragiles ont tendance à se fissurer |
| Réduction des déchets | Restreint le choix des matériaux |
FAQ
Q : Quelle est la composition typique des poudres moulables par injection ?
R : Ils contiennent 80-90% de poudre métallique, 8-20% de liant et 1-2% de lubrifiant en poids. Les liants courants sont la cire, le PP, le PE et le PEG.
Q : Quelle est la gamme de tailles des poudres utilisées ?
R : Les poudres utilisées se situent entre 1 et 20 microns. Les poudres plus fines améliorent la densité mais peuvent être sujettes à l'agglomération.
Q : Quelle est l'ampleur du retrait lors du frittage ?
R : Jusqu'à 20%, le retrait linéaire des pièces se produit pendant le frittage en phase liquide. Des tolérances doivent être prévues dans la conception de l'outil.
Q : Quelles sont les causes des fissures dans les pièces moulées par injection en métal fritté ?
R : Chauffage non uniforme dans les fours, utilisation d'un refroidissement rapide après le frittage, mauvais mélange des poudres et choix d'alliages fragiles.
Q : Quelles sont les options de matériaux disponibles pour les poudres moulables par injection ?
R : Aciers inoxydables, aciers à outils, alliages lourds de tungstène, alliages de cuivre, titane et alliages de titane, entre autres.
