INYECCION DE MATERIALES Y TRATAMIENTOS TERMOQUMICOS

INYECCION DE MATERIALES METALICOS
Básicamente, el proceso implica varias etapas, la primera consiste en elegir polvos metálicos (aceros de baja aleación, aceros inoxidables, aceros resistentes al calor, aceros extra-dulces para aplicaciones magnéticas, cobre, níquel, molibdeno, entre otros) o polvos cerámicos (alúmina, carburo de tungsteno y carburo de titanio) y mezclarlos con polímeros oresinas acrílicas termoplásticas como ligante con el objetivo de obtener una mezcla homogénea denominada “feedstock”.

Selección de polvos y ligante: La elección de los ingredientes depende de las propiedades finales que se quieran conseguir, el tipo de manufactura que se le vaya a realizar a la pieza, de la complejidad de la misma, la precisión que se quiera alcanzar y, por supuesto, el costo deproducción; por lo que los fabricantes eligen cuidadosamente el tamaño y forma de la partícula correcta. Las piezas fabricadas mediante moldeo por inyección de metal se pueden someter a tratamientos posteriores.
En el caso del moldeo por inyección de metales, se considera que el polvo metálico debe poseer: un tamaño de partícula inferior a 20 μm, una densidad de polvo vibrado al menos del 50 porciento de la teórica y forma esférica. El aglomerante o ligante es el componente sacrificado en el moldeo por inyección, aunque es de vital importancia tanto a la hora del moldeo como en el momento de su eliminación. Es el medio utilizado para mantener las partículas de metal unidas y obtener la forma deseada.

Mezcla o Feedstock: La mezcla es la primera etapa en la preparación del feedstock paraque pueda ser moldeado por inyección; este proceso se lleva a cabo en mezcladores que pueden alcanzar elevados esfuerzos de corte y que trabajan de forma continua (extrusoras de doble husillo) o discontinua (amasadoras de paletas). Al integrar polvos metálicos con partículas lubricantes y plastificantes, éstos actúan como conductores de la carga metálica y permiten dar fluidez al conjunto de lamezcla para posibilitar su inyección en moldes y obtener la forma de la pieza.

Inyección: En esta etapa se utilizan máquinas de inyección convencionales de plásticos, en las que la guía y tornillo se han sometido previamente a un tratamiento de endurecimiento para evitar el desgaste, la pieza obtenida se denomina ‘verde’ y puede ser tan compleja como el diseño del molde lo permita. El feedstockpresenta un comportamiento reológico y térmico diferente al de un polímero convencional, por lo que se consideran, durante el proceso, otros factores a la hora de optimizarlo; entre las principales diferencias se destacan:
• La viscosidad de la mezcla suele ser diferente a la del polímero utilizado como ligante, debido a las cargas que se introducen, por lo que el estudio reológico es de granimportancia.
• La conductividad térmica de la carga es muy superior.
• La alta densidad de los metales, en comparación con la densidad del sistema ligante, hace que las cargas sean muy sensibles a las fuerzas gravitacionales y centrífugas.

Estas diferencias, hacen que el proceso de inyección necesite de una optimización en todos sus parámetros (presión, temperaturas en las distintas etapas,entre otras).

Extracción de aglomerante o debinding: Después de la inyección, es necesario extraer los aditivos cuidadosamente, sin provocar defectos o agrietamientos; a este proceso de extracción de aglomerantes se le denomina desbanderizado o ‘debinding’, y para ello existen diferentes técnicas; puede realizarse paulatinamente, o utilizar una única vía de eliminación, depende siempre del sistemaligante. Al final de la extracción se obtiene una pieza llamada ‘marrón’, la cual queda formada por el polvo metálico y un mínimo de componente polimérico, sin perder la geometría conformada en la inyección.

Sinterizado: Finalmente, la pieza es consolidada y endurecida, mediante un proceso térmico de sinterizado que determina las dimensiones y características finales. El sinterizado...