Le métal injection moulding est la conception de pièces métalliques solides par la technologie de moulage par injection. Il est aussi appelé moulage par injection de métal ou moulage par injection de poudre. Cette méthode a été appliquée et développée en 1970 pour pouvoir traiter les matériaux métalliques.  Le liant est l’autre principale matière utilisée dans la procédure, mais à quoi sert-il ?

Étapes de transformation des pièces en métal par moulage

Dans le moulage par injection de métal, il faut du métal finement gazéifié à mélanger avec un liant souple pour créer une charge d’alimentation convenable à un moulage par injection. La solution de métal poudré et de liant est fondue, sculpté et solidifié dans un appareil de moulage standard, c’est la métal injection moulding. Après, les pièces moulées suivent des procédés de suppression des liants et de frittage pour enlever les liants en plastiques et accroître la densité ou le poids des pièces métalliques créées. Ces processus de post-moulage assurent aussi la géométrie, la composition et les propriétés matérielles correctes de la pièce en métal.

La moule dans le moulage du métal

Un moule va donner une forme à la matière première utilisée. La cavité du moule est le creux créé quand les moitiés de moule sont closes. Un seul dispositif de moulage peut disposer de nombreuses cavités de moule. Les mesures de la cavité définissent celles de la partie verte. L’unité d’injection remplit le moule avec la ferraille. Depuis le conduit, la charge visqueuse s’écoule dans l’échantillon, vers les canaux et enfin vers les vannes. Les trous dirigent la charge d’alimentation dans les cavités du moule. Après le processus de moulage, l’échantillon, les canaux et les vannes sont garnis de la charge d’alimentation solidifiée. Les matériaux excédents produits par l’écoulement de la charge d’alimentation dans ces canaux sont supprimés par le moyen de rognage réalisé sur un appareil autonome. Sinon, les bouches d’aération enlèvent les gaz retenus à l’intérieur du moule. Une méthode de refroidissement est aussi utilisée  pour éparpiller la chaleur durant la congélation et la disposition.

Buts du moulage par injection de métal

Le métal injection moulding est adopté pour la fabrication de petites pièces géométriquement compliqués en grande quantité. Ce moyen peut concevoir avec précision les pièces métalliques dans les détails donnés, même raffinés et complexes sans avoir recours à l’usinage. Il peut être utilisé avec différents métaux ferreux et non ferreux. L’injection de métal par moulage est aussi plus rentable que les processus de forgeage, de moulage et d’usinage. Les pièces conçues avec le procédé d’injection moulding sont utilisées dans diverses industries comme l’automobile, l’aérospatiale, l’électronique, les télématiques, le médicinal, le dentaire, les accessoires de sport, les produits consommables et les armements.

Rôles du liant dans de moulage de métal par injection

Composer de la poudre métallique avec du liant thermoplastique pour produire un dérivé intermédiaire nommé « charge d’alimentation » qui est parfaitement approprié pour injecter en moulage le métal. Ici, le liant occupe une grande place dans le métal injection moulding. Il y a évidement des rôles que tient le liant lorsqu’il s’agit de mouler par injection du métal en plusieurs pièces métalliques. En effet, le liant a les rôles principaux qui suivent :

– modifie l’épaisseur et améliore la fluidité de la charge. Il faut un mélange fluide pour inciter la charge d’alimentation à couler sur les barils chauffants et garnir les cases du moule.

– attribue l’homogénéité et la résistance pour garder la forme des pièces moulées, même après l’enlèvement du liant.

– libère facilement les pièces moulées dans les moules.

Le liant est constitué de polymères organiques formulés humainement. On distingue trois types de polymères mélangés dans un liant de métal injection moulding :

– polymère qui assure une bonne fluidité et lubrification.

– polymère qui rend résistant la pièce moulée.

– tensioactif qui évite la centralisation des particules en poudre.

Ces éléments dégradent les caractères mécaniques du métal s’ils demeurent dans le produit. Ainsi, il est de suite enlevé après le moulage du métal. Les particularités d’un liant adapté pour le metal injection moulding sont les points suivants :

– soluble dans l’eau ou facile à décomposer par un solvant ou un activeur.

– non réactif avec le métal.

– pourvoir la recyclabilité des matériaux superflus issus du moulage par injection proprement dit.

– économique et respectueux de l’environnement.

Le déliantage dans l’injection du métal par moulage

Les principes cruciaux du metal injection moulding sont la pression de vissage, la pression d’injection, la pression de conservation, les températures de la zone de chauffage et la vitesse d’injection. Ils doivent être révisés pour assurer que les pièces produites soient sans défauts.

Le déliantage désagrège et éloigne la plupart des liants matériels de la partie verte. Les liants annulent les propriétés mécaniques s’ils demeurent dans la pièce métallique. Les produits issus de cette étape d’enlèvement de liants sont appelés les « parties brunes » qui ont une structure d’ouvertures reliés et moins épaisse que la dernière partie. Quoique, la géométrie obtenue à partir de l’étape de moulage par injection est gardée et non modifiée. La partie brune dispose encore des liants qui conservent ensemble les particules métalliques. La structure perméable permet la sortie des liants restants par volatilisation lors du frittage. Le déliantage diminue la densité et la solidité de la pièce créée. Par conséquent, il doit être réalisé par un professionnel avec des soins minutieux pour éviter d’endommager toutes les pièces moulées.

Techniques de déliantage à adopter dans l’injection de moulage métallique

Le déliantage est accompli par différentes méthodes ci-dessous. Des fois, plusieurs méthodes sont combinées. On la choisit en tout cas selon les propriétés de dissolubilité et de décomposition du liant organique. Il y a principalement le déliantage thermique. Avec cette technique, la partie verte est chauffée dans un four à température mesurée dans le but de supprimer le liant organique. La pièce est corrodée à l’air ou pyrolysée en azote à la température de dégradation du principal liant. Le profit de cette méthode est que le liant est supprimé sans perturbation de la compression des particules métalliques. Mais, il peut laisser des liants résiduels qui déchoient les propriétés de la pièce en plus d’inférer une haute tension de déliantage.