MIM oder klassische Gussteile – welcher Prozess ist für meine Anwendung die richtige Wahl?
Der Steigbügel ist ein Stahlteil am Pferdesattel und… auch der kleinste Knochen des menschlichen Körpers. Er ist das dritte der Gehörknöchelchen und sitzt im Mittelohr des Menschen. Er ist nur wenige Millimeter groß und wiegt circa drei Gramm. Ihn für medizinische Zwecke, beispielsweise als Edelstahl-Implantat, klassisch herzustellen wäre sehr aufwändig. Die Produktion wird mit dem Verfahren des Metal Injection Molding, kurz MIM, vereinfacht. MIM-Anwendungen gibt es praktisch überall, von der Medizin über die Automobil- und Bauindustrie bis hin zum Freizeitsektor.
Das präzise Verfahren des MIM
Der Ursprung des MIM findet sich in der Spritzgusstechnologie von Kunststoff. Mit diesem Verfahren lassen sich anspruchsvolle (Klein-)Bauteile mit komplexer Geometrie indirekt auch aus Metall fertigen. Dabei verbindet das MIM-Verfahren die Vorteile des Spritzgießens mit geometrischer Gestaltungsfreiheit auch für schwer oder nicht zerspanbare sowie nicht-gießbare Metalllegierungen. Beim MIM wird anstelle des Kunststoffgranulats ein Pulver genutzt, das in einem thermoplastischen Binder gebunden ist und so alle Legierungen abbilden kann. Nach der Entformung wird das Bauteil in einem nachgelagerten Temperprozess vom Binder befreit und übrig bleibt das gesinterte Fertigteil, das typischerweise eine Schwindung von rund 15 % hat.
MIM oder klassischer Guss
»Klassischer Guss« beschreibt an dieser Stelle das Verfahren des Feingusses, welches dem MIM gegenübersteht. Beim Feinguss ist es notwendig in einem vorgelagerten Verfahren ein Wachsmodell und eine Keramikform herzustellen, bevor es an die Produktion geht. Beim MIM hingegen wird direkt in eine Dauerform, das Werkzeug, eingespritzt. Aufgrund der hohen Werkzeugkosten ist MIM jedoch erst ab einer Losgröße von etwa 10.000 bis 15.000 Teilen pro Jahr sinnvoll. Der klassische Guss kann demnach bei kleineren Losgrößen eine vorteilhaftere Lösung darstellen. Eine Ausnahme wäre dabei die Verwendung von Legierungen, die sich nicht im Feinguss verarbeiten lassen. Wichtig ist: Nicht das Verfahren bestimmt das Formteil, sondern das Formteil das Verfahren.
Mittels Simulation das passende Verfahren finden
Bei der Entscheidung zwischen klassischem Spritzguss und MIM kann eine Simulation mit SIGMASOFT Virtual Molding eine gute Lösung sein. Diese kann sowohl den Feingussprozess als auch den Prozess des MIM von der Formfüllung bis hin zum fertigen Bauteil simulieren und für die Auswahl und Optimierung des passenden Verfahrens entscheidende Hinweise geben. So lässt sich schnell, einfach und kostengünstig entscheiden, welches der beiden Verfahren die geeignetere Methode darstellt.