Procesos Productivos

El moldeo por inyección de cerámicas CIM es un proceso que combina dos tecnologías diferentes: el moldeo por inyección de plástico y la pulvi-metalurgia. Básicamente consiste en la inyección por Ultra Alta Presión de un polvo cerámico en una matriz que posee la cavidad de la pieza a fabricar.

1. Materia prima

La materia prima a utilizar es una mezcla de polvos cerámicos muy finos (< 15 micrones) con un material de parafina primario y un polímero termoplástico secundario. Dichos aditivos denominados “Binders” actúan como aglomerantes y conforman un vehículo que permite fluir al polvo cerámico a través del canal de inyección.
A diferencia de la metalurgia de polvo estándar, con la que se puede alcanzar solo el 80-90 % de la densidad teórica, con CIM se alcanza el 98-100 %. Esto significa que podemos lograr tolerancias estrechas y reducir costos mediante la producción de piezas pequeñas y complejas en tiradas de alta producción.

2. Moldeado

La materia prima en forma de pellets se coloca en la tolva de la inyectora y luego se calienta y se inyecta dentro de la cavidad del molde a una presión de hasta 2500 Atm. El producto que aquí se obtiene es una pieza “en verde”.
La ingeniería en el desarrollo de las matrices permite producir piezas con geometrías extremadamente complejas y en su construcción se utilizan aleaciones de aceros especiales que permiten prolongar la vida útil de los moldes.
Cuando la pieza es extraída de la matriz su geometría es idéntica a la de la pieza terminada, pero su tamaño es un 25% mayor que el del componente terminado. Esto se debe a que la pieza sufrirá una contracción volumétrica durante la fase de sinterización en el horno.

3. Debinding

La eliminación del aglomerante o debinding implica un proceso térmico controlado en un horno especial que logra eliminar gran parte del binder. La rampa de calentamiento y enfriamiento dura aproximadamente 26 horas y logra evaporar el 60% del aglutinante.

4. Sinterización

En la etapa de Debinding se obtiene una pieza "en marrón" que se mantiene cohesionada con una pequeña cantidad de aglomerante o binder y su estado es muy frágil.
El paso siguiente es introducir la pieza en un horno de sinterizado a muy alta temperatura, donde además de eliminar los restos de aglomerante, se logra la contracción de la pieza hasta su geometría definitiva y con las características mecánicas finales.
La sinterización es el proceso de calentar el material a una temperatura por debajo del punto de fusión, pero lo suficientemente alta como para permitir la fusión de las partículas individuales y así lograr la densificación del material.
Durante la sinterización, el componente se reduce volumétricamente hasta su geométrica final y con un buen control del proceso, es posible lograr una contracción uniforme y repetible con tolerancias estrechas del orden de la centésima de milímetro, obviando cualquier necesidad de mecanizado posterior.