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En anglais
RÉSUMÉ
Le procédé PIM associe les avantages de l’injection plastique et de la métallurgie des poudres. Cette technique est particulièrement adaptée pour l’obtention de petites pièces complexes. Autre atout, les matériaux peuvent être difficilement usinables, puisque les opérations de finition et de polissage sont considérablement réduites, voire même éliminées, en raison de l’état de surface et de la précision des pièces d’excellente qualité. Les différentes étapes de la technologie PIM, ainsi que les problèmes spécifiques comme la composition du feedstock et les conditions de moulage, sont exposées. Le frittage est la dernière, la pièce est alors chauffée pour être consolidée et densifiée. Sont présentés les aspects théoriques de ce phénomène ainsi que les nouvelles techniques de frittage actuellement en développement.
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The PIM process combines the advantages of plastic injection moulding and powder metallurgy. This technique is particularly suitable for the production of small complex parts. Another advantage, the materials can be difficult to machine, since the finishing and polishing procedures are considerably reduced, or even eliminated, due to the surface state and the precision of the parts of excellent quality. The various steps of PIM technology, as well as specific issues such as the composition of the feedstock and the moulding conditions, are exposed. Sintering is the final step; the piece is heated for consolidation and densification. The theoretical aspects of this phenomenon and new sintering techniques currently under development are discussed.
Auteur(s)
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Delphine MOINARD : Enseignant-Chercheur - Laboratoire Sciences des matériaux, École Catholique d’Arts et Métiers ECAM, Lyon - Arts et Métiers ParisTech, LaBoMaP, Cluny
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Claire RIGOLLET : Enseignant-Chercheur laboratoire sciences des matériaux ; ECAM Lyon
INTRODUCTION
Le procédé de moulage par injection de poudres, PIM, a tout d’abord été adopté par l’industrie céramique dans les années 1970. Puis, ce procédé s’est ensuite développé plus largement dans le domaine des poudres métalliques. Même si l’industrie PIM a connu une forte croissance depuis sa naissance, le nombre de pièces obtenues par ce procédé reste de l’ordre de quelques pourcents en comparaison du nombre total de pièces obtenues par des techniques conventionnelles de métallurgie des poudres et des céramiques techniques.
Le procédé PIM associe les avantages de l’injection plastique et de la métallurgie des poudres pour obtenir des pièces complexes en petite, moyenne, ou grande série dans des matériaux qui peuvent être très difficilement usinables. De plus, ce procédé est particulièrement adapté à des petites pièces. Il est donc quasiment incontournable dans le domaine de la microtechnologie.
Des pièces de formes très complexes peuvent être obtenues directement, ou avec seulement de petites opérations d’usinage. Puisque l’état de surface et la précision des pièces obtenues sont excellents, les opérations de finition et de polissage sont fortement réduites, ou même éliminées. Des réductions importantes de coûts de production sont alors possibles par rapport au frittage de pièces pressées, par exemple.
Dans ce dossier, après avoir comparé la technologie PIM aux procédés conventionnels, nous décrirons les principes de base et les problèmes typiques rencontrés lors des différentes étapes (constituants et composition du feedstock, conditions de moulage et de déliantage). Puis nous nous focaliserons sur le frittage dans le cas spécifique de ce procédé :
-
théorie du phénomène de frittage ;
-
détails des équipements utilisés dans le domaine industriel ;
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difficultés couramment rencontrées lors du frittage de différents matériaux (métalliques et céramiques) ;
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nouvelles techniques actuellement en développement.
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Injection de feedstock
En anglais
2. Constituants et composition du feedstock
L’élaboration de feedstock est une étape fondamentale dans le procédé PIM. Elle est généralement réalisée à l’aide de mélangeurs et/ou d’extrudeuses sous un fort taux de cisaillement qui permettent alors d’assurer une bonne homogénéité du mélange.
Remarque
Les caractéristiques de la poudre (nature chimique, taille, morphologie), ainsi que celles du liant (nature chimique, viscosité) sont des paramètres clefs qui affectent les proportions des constituants de ce mélange.
Le ratio poudre/liant est crucial.
Une quantité relativement importante de poudre doit être incorporée au liant pour assurer la cohésion de la pièce. Cependant, son excès se traduit par une forte viscosité du système et rend donc difficile l’étape d’injection. Des fissures peuvent alors apparaître lors des étapes suivantes du procédé.
Un excès de liant, quant à lui, peut entraîner l’effondrement des pièces pendant l'étape de déliantage.
Pour chaque mélange, le taux optimal de poudre doit donc être déterminé. Ce taux optimal est lié au taux de charge critique, défini comme le rapport entre le volume de poudre et le volume total (poudre + liant) pour lequel les grains de poudre sont empilés de façon la plus compacte possible et où tous les espaces entre les grains sont remplis de liant ( ).
Ainsi, le taux de charge des feedstocks est, en général, légèrement inférieur de 2 à 5 % au taux de charge critique ...
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Constituants et composition du feedstock
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GERMAN (R.M.), BOSE (A.) - Injection Molding of Metals and Ceramics - Metal Powder Industries Federation ed., Princeton, NJ (1997).
-
(2) - KRYACHEK (V.M.) - Injection Moulding (Review) - Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 43, 336 (2004).
-
(3) - JAPKA (J.E.) - Iron Powder for metal Injection Molding - The international journal of powder metallurgy. 27, 107 (1991).
-
(4) - WARREN (J.), GERMAN (R.M.) - The effect of powder characteristics on binder incorporation for injection moulding feedstock - Modern development in powder technology, Metal powder industries federation ed., Princeton, NJ, pp. 391 (1988).
-
(5) - GERMAN (R.M.), BOSE (A.) - Feedstocks, Injection Molding of Metals and Ceramics - Metal Powder Industries Federation ed., Princeton, NJ, pp. 25 (1997).
-
(6) - GERMAN (R.M.) - Divergences in global powder injection moulding - Powder...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Congrès organisé par l’EPMA : EuroPM qui a lieu chaque année en Europe
-
Congrès organisé par Metal Powder Industries Federation : PowderMet se déroule chaque année aux USA
SCHWARTZWALDER (K.), Refractory body and method of making same, US Patent 2122960 (1938).
SMITH (D.J.), SHAPPIE (T.B.), SANFORD (R.A.), LIESZ (R.J.), Tungsten-carbide articles made by metal injection molding and method, US Patent 6790252 (2004).
MIYASHITA (T.), UENO (Y.), NISHIO (H.), KUBODERA (S.), Method for removing the dispersion medium from a molded pulverulent material, US Patent 4737332 (1988).
KIMREY (H.D.), Method...
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