Czy formowanie wtryskowe metali i formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych jest inne? Jeśli tak, jakie są różnice?

Formowanie wtryskowe metali (MIM) to proces obróbki metali, w którym drobno sproszkowany metal miesza się z odmierzoną ilością materiału wiążącego w celu utworzenia „surowca”, który może być przetwarzany przez sprzęt do obróbki tworzyw sztucznych w procesie znanym jako formowanie wtryskowe. Proces formowania umożliwia kształtowanie skomplikowanych części rozszerzonych (przewymiarowanych ze względu na spoiwo) w jednym kroku i w dużych ilościach. Po formowaniu mieszanina proszku i spoiwa jest poddawana etapom usuwania spoiwa (odklejania) i spiekania zagęszczania proszków. Produkty końcowe to małe komponenty wykorzystywane w różnych branżach i zastosowaniach. Charakter przepływu surowca MIM jest definiowany przez fizykę zwaną reologią.

Obecne możliwości sprzętu wymagają ograniczenia przetwarzania do produktów, które można formować przy użyciu typowych objętości 100 gramów lub mniej na „wstrzyknięcie” do formy. Reologia pozwala na rozprowadzenie tego „zastrzyku” w wielu wgłębieniach, dzięki czemu staje się opłacalny w przypadku małych, skomplikowanych produktów o dużej objętości, których wytwarzanie alternatywnymi lub klasycznymi metodami byłoby w innym przypadku dość drogie. Różnorodność metali możliwych do zastosowania w surowcu MIM jest szeroka, ale głównie stale nierdzewne, tak powszechne w metalurgii proszków; zawierają te same składniki stopowe, które znajdują się w normach branżowych. Jednak tlen często stanowi trudność i często nie jest określony, ale może stanowić problem dla odporności na korozję. Kolejne operacje kondycjonowania są przeprowadzane na uformowanym kształcie, podczas którego materiał wiążący jest usuwany, a cząstki metalu są łączone dyfuzyjnie i zagęszczane do pożądanego stanu z typowo 15-procentowym skurczem w każdym wymiarze.

Rynek formowania wtryskowego metali wzrósł z 9 mln USD w 1986 r. do 382 mln USD w 2004 r. do ponad 1,5 mld USD w 2015 r. Powiązaną technologią jest formowanie wtryskowe proszków ceramicznych, co prowadzi do całkowitej sprzedaży w wysokości około 2 mld USD. Większość wzrostu w ostatnich latach miała miejsce w Azji.

Formowanie wtryskowe to proces produkcyjny polegający na wytwarzaniu części poprzez wtryskiwanie materiału do formy. Formowanie wtryskowe można wykonać z wielu materiałów, głównie metali (dla których proces ten nazywa się odlewaniem ciśnieniowym), szkła, elastomerów, wyrobów cukierniczych i najczęściej polimerów termoplastycznych i termoutwardzalnych. Materiał na część jest podawany do podgrzewanej beczki, mieszany i wtłaczany do wnęki formy, gdzie schładza się i twardnieje do konfiguracji wnęki.

Po zaprojektowaniu produktu, zwykle przez projektanta przemysłowego lub inżyniera, formy są wykonywane przez wytwórcę form (lub wytwórcę narzędzi) z metalu, zwykle stali lub aluminium, i precyzyjnie obrabiane w celu uzyskania cech pożądanej części. Formowanie wtryskowe jest szeroko stosowane do produkcji różnorodnych części, od najmniejszych elementów po całe panele karoserii samochodów. Postępy w technologii druku 3D, wykorzystujące fotopolimery, które nie topią się podczas formowania wtryskowego niektórych termoplastów o niższych temperaturach, można wykorzystać do niektórych prostych form wtryskowych.

Części przeznaczone do formowania wtryskowego muszą być bardzo starannie zaprojektowane, aby ułatwić proces formowania; należy wziąć pod uwagę materiał użyty do części, pożądany kształt i cechy części, materiał formy oraz właściwości maszyny do formowania. Wszechstronność formowania wtryskowego jest ułatwiona dzięki temu szerokiemu zakresowi rozważań projektowych i możliwości.