Moldeo por inyección de metal frente a fundición a presión – Comparación completa

Metal Injection Molding Vs Die Casting

En esta guía, vamos a comparar el proceso de moldeo por inyección de metal vs el proceso de fundición a presión.

Como resultado, sabrás cuándo elegir el mejor proceso para el proceso de fabricación de piezas metálicas.

Echa un vistazo:

Definición: Moldeo por Inyección de Metal vs Fundición a Presión

El moldeo por inyección de metal (MIM) transforma el metal en forma de polvo en una mezcla homogénea.

 

Esta mezcla de materiales se refiere al material de alimentación, luego se somete a la inyección para darle la forma deseada y solidificación.

La fundición a presión hace uso de metal fundido. Transformarás el metal fundido en un producto útil utilizando un molde especial bajo alta presión. Esto te ayudará a crear productos deseados.

 

Proceso de Fabricación MIM Vs Proceso de Fundición a Presión

Hay una variación significativa entre los procesos de MIM y fundición a presión, como verás a continuación.

Proceso de Moldeo por Inyección de Metal (MIM)

Proceso de Moldeo por Inyección de Metal Proceso de Moldeo por Inyección de Metal

1. Preparación del Material de Alimentación

Preparar el material de alimentación es el primer paso en MIM. En este paso, el polvo de metal se mezcla con el aglutinante. Debes mantener la proporción de polvo de metal y aglutinante en una proporción de 60:40.

Luego, debes colocar la mezcla en un equipo de pelletización, que primero calienta el material para derretir el aglutinante.

Luego, una mezcla uniforme conduce a la cobertura uniforme del aglutinante sobre el metal en polvo. Después de esto, el enfriamiento conduce a la formación de gránulos o pellets. Estos pellets luego se utilizan en el paso de moldeo por inyección.

2. Moldeo por Inyección

Después de preparar el equipo de moldeo, agregarás el metal en polvo junto con la solución aglutinante. Luego, se calientan los gránulos a altas temperaturas y se inyectan en la cavidad del molde. Allí, el material permanece durante algún tiempo para solidificarse mediante un enfriamiento sucesivo.

3. Desaglutinación

Cuando termina el moldeo por inyección, obtendrás el componente final. Ahora necesitas someter este componente a la desaglutinación. El material aglutinante que usaste anteriormente se elimina en este paso. El método de extracción de solventes elimina el aglutinante. La estructura semiporosa permite que el aglutinante escape a través.

4. Sinterización

Después de la desaglutinación, debes colocar el componente en el horno sinterizado. Aquí, el componente se enfrenta a una gran cantidad de calor y contracción. Este proceso elimina cualquier material aglutinante que haya quedado. Después de terminar este paso, obtendrás el componente con tolerancias/dimensiones ajustadas según los requisitos.

5. Acabado

El acabado, en realidad, no es un paso del Moldeo por Inyección de Metal. Pero si es necesario, puedes someter el componente sinterizado a un mecanizado adicional. Esto puede incluir calentamiento para obtener propiedades físicas deseadas. O recortar, pulir, moler, serigrafiar, etc., para obtener tolerancias o dimensiones deseadas.

Proceso de Fundición a Presión

Proceso de Fundición a Presión Proceso de Fundición a Presión

1. Preparación del Molde

El primer paso implica la preparación del molde. En este paso, se rocía con lubricante dentro del molde y se calienta a una temperatura adecuada. Luego, se sujetan y cierran las mitades del molde con fuerza para el subsecuente proceso.

2. Inyección

En este paso, necesitas forzar el metal fundido obtenido del horno. Debes hacer esto bajo alta presión y temperatura dentro del molde. De esta manera, el material fundido se distribuye uniformemente por todo el molde.

3. Enfriamiento

Después de poner el metal fundido en el molde, debes dejarlo durante algún tiempo para el proceso de enfriamiento y solidificación.

4. Eyección

Después de la solidificación, abre las mitades del molde y retira el componente fundido. Puedes usar tus manos o incluso pasadores expulsores para hacer esto.

5. Recorte

En el paso final, realizas el recorte. Durante la solidificación, existen posibilidades de que algún material se solidifique en compuertas, canales de colada, corredores y rebabas. Puedes usar múltiples herramientas para quitar cualquier partícula no deseada.

Materiales de Fabricación: Moldeo por Inyección de Metal vs. Fundición a Presión

Piezas de Aluminio Fundido a Presión Piezas de Aluminio Fundido a Presión

Mejor Material para el Moldeo por Inyección de Metal

Ten en cuenta que el material de fabricación decide las propiedades finales del componente. Para los procesos, puedes considerar estos materiales:

Materiales de MIM:

Materiales
Aleaciones Ferrosas Aleaciones de Tungsteno Materiales Duros Materiales Especiales
1 Acero Aleación pesada de tungsteno Cermets Aleación de titanio
2 Acero inoxidable Cobre con tungsteno Carburos cementados Cobalto cromo
3 Aleación magnética de níquel hierro Molibdeno
4 Invar Molibdeno cobre
5 Kovar Níquel
6 Superaleación de base de níquel

Materiales de Fundición a Presión

La fundición a presión utiliza principalmente aleaciones no ferrosas para fabricar componentes de fundición a presión. Los materiales comunes incluyen:

Materiales
Aleaciones No Ferrosas
1 Plomo
2 Estaño
3 Aleación a base de estaño
4 Magnesio
5 Cobre
6 Aluminio
7 Zinc

Aplicaciones Clave de Moldeo por Inyección vs Fundición a Presión

Piezas MIM Piezas MIM

Ejemplos de Piezas MIM

Aplicaciones
Armas de fuego Campo médico Industria automotriz Electrónica Industria aeroespacial
1 Montadores Reemplazo de articulaciones Turboalimentador Disipadores de calor Tornillos de aleta
2 Cierre del cargador Engranajes de articulación Brazos del balanceo Placas frías Porta válvulas
3 Supresión de incendios Dispositivos para medicamentos Palancas de cambio Componentes de teléfonos Componentes del motor
4 Seguridad Conectores de iluminación Quemadores de cohetes
5 Componentes de fibra óptica

Ejemplos de Piezas de Fundición a Presión

Aplicaciones
Industria de Jardinería/Recreación Industria Médica Industria Automotriz
1 Estructuras de RV Cubiertas de computadoras Carcasas de engranajes
2 Insertos revestidos de acero Controles de equipos hospitalarios Carcasas de transmisión
3 Bajo marino Dispositivos quirúrgicos Retenedores
4 Cajas de engranajes Bombas peristálticas Carcasas de sistemas GPS y de entretenimiento
5 Ejes hidrostáticos Máquinas de análisis de sangre Componentes del motor
Sistemas de tren de potencia

Costos Operativos de Moldeo por Inyección de Metal vs Fundición a Presión

Al comparar el costo operativo, la fundición a presión es claramente superior en comparación con el moldeo por inyección de metal.
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Para el fundido a presión, el costo se sitúa en miles de dólares; para la moldura por inyección de metal, el costo se sitúa en decenas de miles.

Influencia de Parámetros en MIM vs Fundido a Presión

Incluso antes de elegir este proceso, es importante conocer los factores que afectan la calidad y el costo de las piezas. Veamos algunos parámetros comunes:

Núm. de Serie Parámetros Moldura por Inyección de Metal (MIM) Fundido a Presión
1 Densidad 98% 100%
2 Resistencia Mecánica Alta Alta
3 Acabado de Superficie Alto Medio
4 Miniaturización Alta Baja
5 Complejidad Geométrica Alta Media
6 Flexibilidad de Diseño Alta Media
7 Capacidad de Pared Delgada Alta Media
8 Gamas de Materiales Alta Media
9 Producibilidad Alta Media
10 Viabilidad Post-Operación Buena Buena
11 Tolerancia Dimensional Alta Media

Pros y Contras de MIM y Fundido a Presión

Como cualquier proceso de fabricación, el fundido a presión de metal y la moldura por inyección de metal tienen sus beneficios y limitaciones. Tome, por ejemplo;

Pros de la Moldura por Inyección de Metal

  1. Puede obtener el producto final en dimensiones y acabado precisos. No es necesario realizar acabados ni mecanizados adicionales.
  2. Es una opción perfecta para múltiples aleaciones
  3. Puede crear cualquier forma, incluso con estructuras y geometrías complejas
  4. Existe la opción de realizar ajustes de producción de manera conveniente
  5. No tiene un impacto adverso en el utillaje. Esto significa que necesita gastar menos en sus herramientas.
  6. Puede tratar la superficie del componente como desee. Ofrece compatibilidad con diferentes tratamientos de superficie.

Contras de la Moldura por Inyección de Metal

  1. Cuesta más en comparación con el fundido a presión
  2. La vida útil del molde en este proceso es muy baja. Soporta tiros que van desde 150.000 hasta 300.000.
  3. Existe la posibilidad de que las piezas se encojan alrededor del 30%
  4. La configuración inicial requiere gastos sustanciales

Pros del Fundido a Presión

  1. Le ayudará a ahorrar más del 30% en comparación con la moldeura por inyección de metal
  2. El fundido a presión le permite disfrutar de una vida útil del molde más larga, con hasta 1 millón de tiros
  3. El fundido a presión es completamente automatizado. No necesita gastar en costos laborales
  4. Admite una gran cantidad de aplicaciones en múltiples industrias
  5. Existe la opción de crear insertos o sujetadores complejos para productos finales

Contras del Fundido a Presión

  1. Puede enfrentar porosidad en el producto final desafiante
  2. El molde suele costar más, lo que requiere someterse a una temperatura más alta y una presión más alta
  3. El costo de configuración para el fundido a presión es mayor
  4. No es adecuado para realizar la producción en volúmenes pequeños

Pérdida de Alimentación: Moldura por Inyección de Metal vs. Fundido a Presión

Proceso de Fundición a Presión Proceso de Fundición a Presión

La pérdida de alimentación indica el material que no se utiliza o se refiere a chatarra. Cuanta más basura se genere, menor será la eficiencia del proceso.

En el fundido a presión, la generación de chatarra o residuos es mayor que la pérdida de alimentación en la moldura por inyección de metal. En cuanto al consumo de material, la MIM utiliza una cantidad baja de material. La razón principal detrás de la menor generación de residuos es el sistema automático de alimentación. La MIM genera menos del 5% de desechos en comparación con el fundido a presión.

Conclusión

Incluso al comparar la moldura por inyección de metal vs el fundido a presión, está claro que desempeñan un papel significativo en la fabricación de piezas de metal.

A partir de la información anterior, es evidente que el costo, el proceso de fabricación y la calidad de las piezas varían según el proceso.

Más Recursos:

Fundición a Presión – Fuente: Wikipedia

Proceso de Fundición a Presión – Fuente: Dynacast

Fundición a Presión de Metal – Fuente: Custom Part

Moldura por Inyección de Metal – Fuente: Wikipedia

MIM – Fuente: Custom Part

Proceso MIM – Fuente: IQS Directorio

Fabricación de Chapa Metálica – Fuente: KDM
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