Les matériaux de moulage par injection métallique (MIM) comprennent l’acier inoxydable, les aciers faiblement alliés, les matériaux magnétiques doux, les alliages haute température, le titane, les aciers à outils, le cuivre et ses alliages, les alliages de tungstène, et plus encore. Chaque matériau possède un ensemble unique de propriétés et de caractéristiques qui le rendent adapté à différentes applications. En choisissant le matériau MIM approprié, les fabricants peuvent produire des pièces métalliques petites et complexes avec une grande précision et une cohérence optimale, répondant ainsi aux exigences et spécifications de leurs clients. Le choix du matériau MIM dépend de facteurs tels que les propriétés mécaniques, chimiques et physiques souhaitées de la pièce finale, ainsi que des considérations de coût.
Le moulage par injection métallique (MIM) est un procédé utilisé pour fabriquer des pièces métalliques petites et complexes en grande série. Choisir le bon matériau pour le MIM est essentiel pour atteindre les performances désirées et la rentabilité du produit final. Voici les principaux critères à considérer :
Propriétés requises pour l’application : identifiez les propriétés spécifiques nécessaires, telles que la résistance, la dureté, la résistance à l’usure, la résistance à la corrosion et la conductivité thermique. Sélectionnez le matériau qui répond le mieux à ces exigences.
Disponibilité du matériau : vérifiez la disponibilité du matériau sous la forme et la quantité souhaitées. Certains matériaux peuvent être plus difficiles à approvisionner et nécessiter des délais de livraison plus longs.
Coût : évaluez le coût total, incluant le prix des matières premières, le traitement et toute opération secondaire nécessaire.
Compatibilité avec le procédé : assurez-vous que le matériau est adapté au processus MIM. Certains matériaux peuvent exiger des équipements ou des conditions spécifiques, augmentant la complexité ou le coût.
Facteurs environnementaux : prenez en compte l’exposition aux produits chimiques ou aux températures extrêmes. Certains matériaux offrent une meilleure résistance à ces conditions.
Conformité réglementaire : vérifiez que le matériau respecte les normes et règlements applicables, tels que RoHS, REACH ou FDA.
Le moulage par injection métallique (MIM) combine les avantages du moulage par injection plastique et de la métallurgie des poudres traditionnelle pour produire des pièces métalliques complexes et de haute précision. Le processus consiste à mélanger des poudres métalliques avec un liant pour former une pâte d’alimentation, qui est ensuite injectée dans la forme désirée. La pièce « verte » obtenue est ensuite déliantée puis frittée pour obtenir une pièce finale à haute densité et résistance.
Plusieurs matériaux couramment utilisés dans le processus MIM incluent :
Acier inoxydable : très répandu en MIM, offre une excellente résistance à la corrosion et convient à des applications allant des dispositifs médicaux aux composants automobiles.
Aciers faiblement alliés : offrent un bon compromis entre résistance et ductilité, adaptés aux applications à contraintes élevées.
Aciers à outils : utilisés pour fabriquer des composants nécessitant haute dureté et résistance à l’usure, tels que les outils de coupe et les moules.
Titane : léger et très résistant à la corrosion, prisé pour les implants médicaux et les applications aéronautiques.
Cuivre : excellent conducteur électrique et thermique, utilisé pour les composants électriques et électroniques.
Lors du choix d’un matériau pour le MIM, il faut pondérer le coût, la résistance, la résistance à la corrosion et l’usinabilité. En général, l’acier inoxydable et les aciers faiblement alliés sont les plus économiques pour le MIM, tandis que le titane et les aciers à outils sont plus onéreux. Le cuivre reste relativement coûteux, mais ses propriétés uniques le rendent indispensable dans certaines applications.
Numéro de matériau | Propriétés | Applications | |
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Aciers inoxydables | 17-4 PH | Haute résistance, excellente résistance à la corrosion, bonne ductilité et ténacité | Aéronautique, dispositifs médicaux, armement, équipements sportifs |
316L | Excellente résistance à la corrosion, bonne résistance et ductilité | Implants médicaux, équipements de procédés chimiques, composants marins | |
420 | Haute dureté et résistance à l’usure, résistance modérée à la corrosion | Outils de coupe, instruments chirurgicaux, armement | |
440C | Haute dureté et résistance à l’usure, bonne résistance à la corrosion | Outils de coupe, roulements, instruments chirurgicaux | |
430 | Bonne résistance à la corrosion, résistance et ductilité modérées | Ustensiles de cuisine, garnitures automobiles, composants électroniques | |
Aciers faiblement alliés | ASTM F-0005 | Haute résistance, excellente résistance à l’usure, bonne résistance à la corrosion | Instruments médicaux et dentaires, boîtiers de montres |
ASTM F-0008 | Haute résistance, bonne ductilité, bonne résistance à la corrosion | Composants aéronautiques, automobiles et médical | |
ASTM F-0009 | Haute résistance, bonne ductilité, bonne résistance à la corrosion | Composants d’armement, dispositifs électroniques, pièces automobiles | |
ASTM F-0010 | Haute résistance, bonne ductilité, bonne résistance à la corrosion | Composants aéronautiques, pièces automobiles, dispositifs médicaux | |
ASTM F-0040 | Haute résistance, excellente résistance à l’usure, bonne résistance à la corrosion | Outils de coupe, composants MIM | |
ASTM F-0002 | Haute résistance, bonne ductilité, bonne résistance à la corrosion | Composants électriques et électroniques, pièces automobiles | |
ASTM F-0003 | Haute résistance, bonne ductilité, bonne résistance à la corrosion | Composants d’armement, pièces automobiles, dispositifs médicaux | |
ASTM F-0004 | Haute résistance, bonne ductilité, bonne résistance à la corrosion | Composants aéronautiques, dispositifs médicaux | |
ASTM F-0006 | Haute résistance, bonne ductilité, bonne résistance à la corrosion | Pièces automobiles, composants électroniques | |
ASTM F-0007 | Haute résistance, bonne ductilité, bonne résistance à la corrosion | Composants aéronautiques, pièces automobiles, dispositifs médicaux | |
Aciers à outils | M2 | Haute dureté et résistance à l’usure, bonne ténacité et usinabilité | Outils de coupe, outils de travail à froid, poinçons, matrices |
D2 | Haute résistance à l’usure et à la compression, bonne ténacité | Poinçons, matrices, outils de découpe et de formage, lames de cisaillement | |
A2 | Haute ténacité et stabilité dimensionnelle, excellente résistance à l’usure | Outils de travail à froid, poinçons, matrices, lames | |
S7 | Haute résistance aux chocs, bonne ténacité et résistance à l’usure | Outils d’impact, matrices, outils de formage | |
H13 | Haute ténacité et dureté, bonne résistance à la chaleur et à l’usure | Outils de travail à chaud, matrices de fonderie sous pression, matrices d’extrusion | |
P20 | Bonne usinabilité, excellente poliabilité, bonne ténacité et résistance à l’usure | Moules d’injection, moules de soufflage, matrices d’extrusion | |
420 | Bonne résistance à la corrosion, haute dureté et résistance à l’usure | Instruments chirurgicaux, outils de coupe, moules | |
440C | Haute dureté, bonne résistance à la corrosion et à l’usure, excellent maintien du tranchant | Lames, roulements, instruments chirurgicaux | |
Alliages de tungstène | W-Ni-Fe | Haute densité, excellente protection contre les radiations, bonnes propriétés mécaniques | Équipements médicaux, aérospatial et défense, industrie nucléaire |
W-Ni-Cu | Haute densité, excellente résistance à l’usure, bonnes propriétés mécaniques | Contrepoids, amortissement des vibrations, barres d’alésage | |
W-Cu | Haute conductivité thermique, excellente conductivité électrique, bonne résistance à l’usure | Électrodes, dissipateurs thermiques, contacts électriques | |
W-Ni-Cu-Fe | Haute densité, bonne usinabilité, bonnes propriétés mécaniques | Aérospatial et défense, équipements médicaux, blindage radiologique | |
W-Ni-Cu-Mn | Haute densité, bonne usinabilité, bonnes propriétés mécaniques | Aérospatial et défense, équipements médicaux, blindage radiologique | |
Alliages de cobalt | Co-Cr-Mo | Haute résistance, excellente résistance à la corrosion et à l’usure, biocompatible | Implants médicaux, aérospatial et défense, équipements industriels |
Co-Cr-W | Haute résistance, excellente résistance à la corrosion et à l’usure, bonne usinabilité | Aubes de turbines, composants de section chaude, implants médicaux | |
Co-Cr-Mn | Haute résistance, excellente résistance à la corrosion et à l’usure, bonne biocompatibilité | Implants médicaux, aérospatial et défense, équipements industriels | |
Co-Ni-Cr | Haute résistance, bonne résistance à la corrosion et à l’usure, bonne usinabilité | Aérospatial et défense, équipements industriels, applications marines | |
Co-W | Haute résistance, excellente résistance à l’usure, bonne usinabilité | Outils de coupe, composants résistants à l’usure, aérospatial et défense | |
Alliages de titane | Ti-6Al-4V | Excellente relation résistance/poids, excellente résistance à la corrosion, biocompatible | Aérospatial et défense, implants médicaux, équipements sportifs |
Ti-6Al-7Nb | Bonne résistance et biocompatibilité, faible module d’élasticité | Implants médicaux, implants dentaires, instruments chirurgicaux | |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo | Haute résistance, excellente résistance à la corrosion, bonne résistance au fluage | Aérospatial et défense, applications marines, équipements sportifs | |
Ti-5Al-2.5Sn | Bonne résistance, bonne résistance à la corrosion, excellente formabilité | Aérospatial et défense, implants médicaux, équipements sportifs | |
Ti-6Al-2Sn-4V-2Mo | Haute résistance, excellente résistance à la corrosion, bonne résistance à la fatigue | Aérospatial et défense, applications marines, équipements sportifs | |
Alliages de cuivre | Cu-10Sn | Haute résistance, bonne résistance à l’usure, excellente usinabilité | Connecteurs électriques, composants électroniques, interrupteurs |
Cu-8Ni-4Si | Bonne résistance et résistance à la corrosion, excellente conductivité thermique | Contacts électriques, dissipateurs thermiques, composants électroniques | |
Cu-Ni-Sn | Bonne résistance et résistance à la corrosion, excellente conductivité électrique | Contacts électriques, composants électroniques, interrupteurs | |
Cu-25Zn | Bonne résistance et résistance à la corrosion, excellente conductivité thermique | Échangeurs thermiques, connecteurs électriques, composants électroniques | |
Cu-10Ni-4Si | Bonne résistance et résistance à la corrosion, excellente conductivité thermique | Contacts électriques, dissipateurs thermiques, composants électroniques |