L'emmotllament per injecció de pols (PIM) és un procés de fabricació avançat que combina els avantatges de la metal·lúrgia de pols i l'emmotllament per injecció de plàstic. És especialment adequat per a la producció de peces metàl·liques o ceràmiques d'alta-precisió i-forma complexa. En l'àmbit de la fabricació d'engranatges, la tecnologia PIM, amb la seva forma propera-neta-, l'alta utilització del material i la capacitat de produir-en massa estructures complexes, és una opció ideal per formar engranatges de mòduls petits-, microengranatges i engranatges amb forma-especial.
1. Formació eficient de micro engranatges
En dispositius mèdics i instruments de precisió, els micro-engranatges (p. ex., amb un mòdul de 0,1-0,5 mm) requereixen una precisió dimensional i un acabat superficial extremadament alts. Els processos de tall tradicionals són propensos a la deformació i les rebaves. Tanmateix, PIM, barrejant pols metàl·lica (com ara l'acer inoxidable i l'aliatge de titani) amb un aglutinant i injectant-lo, pot formar característiques complexes com les formes de les dents i els forats de l'eix en un sol pas, aconseguint rugositats superficials de les dents fins a Ra 0,8 μm sense necessitat de mecanitzat secundari. Per exemple, els conjunts d'engranatges de peces de mà dental modelats amb PIM milloren significativament la resistència al desgast i l'eficiència de la transmissió.
2. Formació de la xarxa d'engranatges-de forma especial
Per als engranatges amb forma especial-com ara els engranatges helicoïdals, els engranatges cònics i els engranatges no-circulars, PIM forma directament el perfil de la dent mitjançant el disseny del motlle, eliminant els múltiples passos necessaris en els processos tradicionals (com ara el fresat i la conformació). Un determinat sistema ABS d'automòbil utilitza engranatges helicoïdals formats PIM-, aconseguint una densitat del 98% del valor teòric, una resistència a la flexió superior a 500 MPa i una consistència de lot-a-superior a la fosa.
3. Aplicacions lleugeres de materials compostos
PIM permet ajustar la formulació del material flexible. Per exemple, injectant una barreja de pols de coure i grafit, es poden crear engranatges auto-lubricants per a aplicacions d'alta-velocitat i baix-soroll. Alternativament, afegint pols d'aliatge d'alumini reforçat amb fibra de carboni-, es poden fabricar engranatges de transmissió de drons lleugers, reduint el pes en més d'un 40% en comparació amb els engranatges d'acer.
4. Avantatges econòmics de la producció en sèrie
PIM és adequat per a la producció a gran-escala (un sol conjunt de motlles pot produir més de 100.000 peces). Per exemple, per a un engranatge de rellotge intel·ligent, PIM redueix el cost per peça en un 30% en comparació amb el mecanitzat de precisió i manté una taxa de rendiment estable superior al 95%.
Conclusió
La tecnologia d'emmotllament per injecció de pols proporciona solucions d'alta-precisió i alt{1}}rendiment per a engranatges complexos mitjançant l'optimització coordinada de materials, processos i disseny. Amb els avenços en els processos de desligament i sinterització d'aglutinants, les aplicacions d'engranatges de PIM en sectors-de gamma alta com ara l'aeroespacial i les noves energies s'expandiran encara més.