Moldeo por inyección de metal: ventajas y desventajas

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Durante las últimas décadas, el MIM o “Metal Injection Moulding” se ha confirmado como una tecnología muy competitiva para la fabricación de pequeñas piezas de acero de alta precisión y complejidad, que serían muy costosas de realizar mediante otros procesos. 

Explicación del proceso MIM para la fabricación de metales

  • El feedstock o materia prima de la que partimos es un material compuesto por polvo de acero muy fino y un polímero que actúa como conglomerante. 
  • Este material se puede inyectar en un molde metálico como si de un plástico se tratara, consiguiendo la “pieza verde”, que tiene la misma forma que la pieza que queremos conseguir, pero es un 20% más grande en todas sus dimensiones, ya que todavía conserva la componente plástica. 
  • Atacando la pieza verde con un catalizador, fase llamada “desbanderizado”, provocamos la sublimación del polímero, que es expulsado en forma de gas. A este estado intermedio, en el que la pieza mantiene las dimensiones iniciales pero es porosa y de muy baja resistencia mecánica, lo llamamos “pieza marrón”. 
  • Durante la última fase del proceso, la temperatura se eleva (siempre por debajo de la temperatura de fusión del acero) en atmósfera protectora, activando el sinterizado por atracción de masas. La pieza va disminuyendo su tamaño a medida que aumenta su densidad, hasta alcanzar valores superiores al 97% para las dimensiones finales de la “pieza MIM”, que en muchas ocasiones coincide con la pieza acabada. 
  • Dependiendo de los requisitos técnicos, las piezas MIM se pueden someter a cualquier tipo de tratamientos posteriores (térmicos, superficiales, enderezados, mecanizados, pulidos, soldaduras, etc.) 
  • En 1993, ECRIMESA fue la primera empresa en la historia en desarrollar este proceso en un horno continuo, teniendo en la actualidad 3 líneas totalmente operativas. Gracias a una amplia batería de inyectoras automáticas con sistemas de manipulación robotizados que incluyen sistemas de visión artificial, se consiguen altos niveles de Productividad y Calidad. 
Transcurso de las distintas fases del proceso de MIM
Curso del proceso de MIM

Reglas y consejos de diseño de una pieza MIM

  • Generalmente hablando, cualquier pieza que se pueda fabricar mediante inyección de plástico se podría producir en acero mediante MIM, pero existen algunas limitaciones o reglas a tener en cuenta: 
  • Aunque en ECRIMESA existen piezas en producción de hasta 350 gr (“récord” de la tecnología, todavía vigente a nivel mundial), el MIM es un proceso recomendable para piezas menores de 100 gr y especialmente competitivo por debajo de los 40 gr. La reducción de peso aumenta la precisión de las tolerancias dimensionales y reduce el consumo de materia prima, que tiene una gran influencia en el coste total. 
  • Se recomienda el radio máximo admisible para todos los bordes, especialmente los internos, ya que las aristas vivas pueden ser focos de posibles grietas. 
  • Los cambios de sección deben ser graduales, facilitando el flujo de material durante la inyección y evitando las masas aisladas. 
  • Una cara plana facilitará el paletizado de la pieza en el interior del horno MIM. Cuanto más estable sea este apoyo, las deformaciones serán menores y conseguiremos tolerancias dimensionales más precisas.    
Variedades de posibilidades de diseños de una pieza MIM
Ejemplos comparativos de espesores en la pared

Ventajas y Desventajas del MIM: comparación con otras tecnologías

  • El MIM es esencialmente una tecnología de fabricación de piezas de acero de precisión, con formas tridimensionales complejas, finos detalles, buena estética, exigentes requisitos mecánicos y alto consumo.  
  • Se conoce coloquialmente como “el enemigo del mecanizado”, porque las estrechas tolerancias geométricas (±0,5%), baja rugosidad (entre Ra0.8 y Ra1.2) y gran calidad de acabado (posibilidad de incluir en el molde roscas, moleteados, logotipos, etc.) disminuyen enormemente la necesidad de segundas operaciones para conseguir una pieza terminada y lista para la línea de montaje correspondiente.  
  • Cuando la forma de la pieza en cuestión permite su fabricación mediante pulvimetalurgia tradicional (prensado en un eje + sinterizado), a menudo el MIM podría parecer poco competitivo. Sin embargo, este tipo de piezas son mucho más porosas y frágiles, por lo que es habitual que la aplicación obligue al cambio a componentes de mayor resistencia como las piezas MIM. 
POLVO
METALURGIA		MICROFUSIÓNFUNDICIÓN A PRESIÓNMECANIZADOESTAMPADOFORJADOMOLDEO POR INYECCIÓN DE METAL
DENSIDAD85%100%100%100%100%100%96%
99%
FUERZABAJOMUY ALTOMEDIOMUY ALTOHIGHMUY ALTOALTO
ASPEREZAMEDIOBAJOALTOMUY BAJOMUY BAJOMUY ALTOMUY BAJO
PESOMEDIO BAJOMEDIO 1gr./30kg:MEDIOMEDIOBAJOMEDIO ALTOBAJO
0,05gr./100gr.
DETALLES FINOSNOSINOSINONOMUY BUENO
COMPLEJIDADBAJOALTOMEDIOALTOBAJOBAJOMUY ALTO
LOTESGRANDEPEQUEÑO A GRANDEGRANDEMEDIOMUY GRANDEPEQUEÑO A GRANDEGRANDE A MUY GRANDE
COSTESBAJOMEDIOBAJOALTOBAJOMEDIOBAJO MEDIO
COSTES INYECCIÓNMUY ALTOMEDIOALTO———ALTO
TOLERANCIASMUY BUENOBUENOMEDIOMUY BUENOMEDIOPOBREMUY BUENO
Tabla comparativa de las diferentes propiedades del MIM frente a otras tecnologías
Comparación entre MIM y otras tecnologías
Gráfico carteseano comparativo: MIM vs otras tecnologías

Para conocer más sobre los materiales MIM:

Descarga nuestra guía de materiales (MIM Material Information Sheet)

Qué puedes leer a continuación

Reglas de diseño para la fabricación de piezas mediante moldeo por inyección de metales
Coste de una pieza MIM
El Sector de Defensa en relación al Moldeo por Inyección de Metales