Tête de pince chirurgicale MIM
Le MIM est un processus de formation quasi-net développé rapidement au 20ème siècle. Le processus général est : poudre plus liant → mélange → formage par injection → dégraissage → frittage.
La première est l'utilisation de polymère mélangé avec de la poudre, le mélange sous certaines conditions avec une liquidité suffisante pourrait satisfaire l'exigence d'injection, de mélange et d'alimentation, la seconde consiste à choisir la température d'injection, la pression d'injection et la vitesse d'injection appropriées les paramètres de processus tels que l'injection moulage, puis a décollé après l'injection de liant de billette pour le frittage, la formation de liaison métallurgique des poudres, Enfin, les produits répondent aux exigences.
Les caractéristiques de la technologie MIM
MIM est une nouvelle technologie de formage quasi-net de pièces et de composants, qui combine la technologie de formage plastique, la chimie des polymères, la technologie de la métallurgie des poudres et la science des matériaux métalliques, etc. Elle présente les caractéristiques suivantes :
① Les pièces formées par la technologie MIM ne nécessitent pas de traitement de suivi ou peu de traitement de suivi, et le taux d'utilisation des matériaux est élevé. Il appartient à la technologie de formage quasi-net, qui peut produire des pièces hautes performances aux formes complexes.
② Le processus d'alimentation et le frittage des produits peuvent être simulés par ordinateur, et le processus peut être optimisé à un stade précoce [1-2] pour obtenir le meilleur schéma de conception.
③ Dans le processus d'injection, la pression à chaque point à l'intérieur de la cavité est égale, et la densité est également égale sous la prémisse d'un mélange uniforme des matériaux d'alimentation. Il n'y aura pas de gradient de densité, ce qui est facile à réaliser à grande échelle.
Produits médicaux fabriqués par la technologie MIM
Les produits médicaux doivent généralement avoir une bonne facilité d'utilisation, une durée de vie suffisamment longue et une conception flexible dans la conception de la structure et de la forme
La technologie MIM a été appliquée pour la première fois dans les produits médicaux au début des années 1980 et est devenue le domaine du marché MIM qui connaît la croissance la plus rapide.
La proportion de la technologie MIM dans différentes industries en Amérique du Nord en 2015 [4]. On peut voir que le médical et le dentaire sont devenus les principaux domaines d'application du MIM en Amérique du Nord.
À l'heure actuelle, la plupart des produits MIM à usage médical utilisent des matériaux en acier inoxydable, les principales marques sont 316L et 17-4PH ; Il existe des alliages de titane, des alliages de magnésium, de l'or, de l'argent, du tantale, etc. [5].
Outil chirurgical pour l'opération
Des outils chirurgicaux à haute résistance, à faible pollution et à sang pour répondre aux exigences de processus de désinfection agressives, telles que la flexibilité de conception de la technologie MIM peuvent répondre à la plupart des applications d'outils chirurgicaux, mais présentent également les avantages de la technologie en même temps, pour pouvoir réduire le coût de fabrication de toutes sortes de produits métalliques, est progressivement remplacer la technologie de production traditionnelle est devenue les principales méthodes de fabrication.
FloMet Co., LTD., utilisant la technologie MIM, a développé une griffe en acier inoxydable [7] en 17-4 acier inoxydable à pH, avec une densité supérieure à 7,5 g/cm3, qui peut être utilisée pour saisir des objets chez l'homme corps pendant la chirurgie et a la fonction de forceps. Sa conception est assez complexe et nécessite une grande précision de production.
En utilisant la technologie MIM pour former puis fritter, des niveaux de tolérance très élevés peuvent être atteints sans nécessiter de traitement ultérieur approfondi pour éviter d'endommager l'orientation linéaire et la géométrie de la griffe.
Il est difficile de produire ce genre de griffe en acier inoxydable compliquée par procédé de moulage ou d'usinage, ce qui nécessite un cycle de production long et un coût élevé. L'utilisation de la technologie MIM permet d'économiser 60 % du coût.
Les outils chirurgicaux jetables doivent développer un processus de production de masse à faible coût. Smith Metal Products Company utilise la technologie MIM pour produire un assemblage d'arbre [8], qui est appliqué dans un nouveau type d'instruments chirurgicaux jetables. Le coût n'est que de 1/4 à 1/5 de celui des machines-outils CNC suisses et la densité est de 7,5 g/cm3. La résistance à la traction ultime est de 1190MPa, la limite d'élasticité est de 1090MPa, l'allongement est de 6,0 % et la dureté maximale est de 33 HRC.
Le processus de fabrication du produit est le suivant : premièrement, deux parties d'arbre de 178 mm de long sont formées par la technologie MIM, puis les deux parties sont soudées au laser, suivies d'un usinage et d'un traitement thermique ultérieurs. Le grenaillage et la passivation sont également nécessaires afin d'atteindre de bonnes exigences de tolérance.
Moulage par micro-injection de métal
Le moulage par micro-injection de métal (μMIM) est une sorte de technologie de formage développée par l'institut IFAM en Allemagne. C'est l'application organique de la technologie MIM à la préparation de pièces micron.
D'une manière générale, le μMIM peut être utilisé pour fabriquer deux types de produits :
① La taille du micron, légère à quelques milligrammes de pièces ;
② La taille d'apparence de la pièce est similaire à la taille de la pièce de moulage par injection traditionnelle, mais la taille de la structure locale atteint le niveau du micron avec la microstructure de la pièce.
Ces dernières années, le moulage par micro-injection est devenu un point névralgique de la recherche dans le domaine du moulage par injection. Avec le développement des machines modernes dans le sens de la miniaturisation, l'application du moulage par micro-injection sera de plus en plus étendue [14].
À l'heure actuelle, le centre de recherche de Karlsruha a appliqué avec succès la technologie μMIM à la production de petites pièces d'instruments médicaux [15], tels que le spectromètre et la plaque de titrage, etc. La taille de la structure des produits atteint le niveau du micron et l'épaisseur de paroi minimale est de 50 μm .
L'ancre de suture [16], produite par la société allemande IFAM utilisant la technologie μMIM à usage chirurgical, n'a que la taille d'une tête d'allumette.
Moulage par co-injection de métal
Le moulage par injection de métal Co (Co-MIM), né dans les années 1990, est une technologie de moulage par injection de poudre sandwich.
Ce procédé consiste à injecter deux types de matériaux aux caractéristiques différentes dans un moule en même temps ou par lots, ce qui peut combiner un matériau métallique et un matériau aux propriétés totalement différentes dans une même pièce.
De cette manière, des structures noyau/coque aux formes fonctionnelles et complexes peuvent être obtenues sans nécessiter de processus ultérieurs tels que le revêtement, le traitement thermique et l'assemblage du produit. Enfin, les matériaux à gradient fonctionnel peuvent être préparés en un seul processus, ce qui réduit considérablement le processus et réduit le coût.
La technologie Co-mim offre une nouvelle idée pour le développement et la conception de pièces fonctionnelles. Li Yimin et al. [17] ont proposé une nouvelle structure d'implant biologique utilisant la technologie co-MIM, largement appliquée à la structure osseuse corticale dense et à la structure osseuse spongieuse solide dans le pore externe.
Cette structure est propice au transfert de contraintes interfaciales entre l'os implanté et la structure osseuse environnante. Le rapport volumique de porosité de la structure poreuse externe est compris entre 5 % et 60 %, et le plus grand pore est de 400 μm.
3 perspectives
Selon la récente étude de marché de BCCresearch sur le moulage par injection de métal et de céramique, le marché mondial des composants de moulage par injection de métal et de céramique devrait passer de 1,5 milliard de dollars en 2012 à près de 2,9 milliards de dollars en 2018, ce qui représente un taux de croissance annuel moyen de 11,4 %.
Dans le même temps, avec la baisse des ventes de voitures, la technologie MIM sera davantage dans les domaines médical, aérospatial, électronique et autres.
Dans sa nouvelle feuille de route pour l'industrie européenne P/M, l'Association européenne P/M déclare que le marché médical est une partie extrêmement importante de l'industrie du moulage par injection
Avec l'expansion continue du marché, l'application de la technologie MIM dans le domaine médical sera de plus en plus approfondie, et une variété de nouveaux matériaux et de nouveaux procédés basés sur la technologie MIM seront constamment développés.
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