Moldeo por inyección de aleaciones de metal: eficiencia y máxima calidad de superficie

Con Liquidmetal, Engel, representada en España por Helmut Roegele, abre la puerta al uso de nuevas clases de material y a la elaboración de productos con propiedades absolutamente novedosas: ya es posible moldear por inyección aleaciones de metal con total eficiencia. Como socio exclusivo de la compañía Liquidmetal Technologies (establecida en El Rancho Santa Margarita, California, EE UU), Engel es el único fabricante de maquinaria del mundo que ofrece soluciones de sistema para moldear por inyección materiales Liquidmetal.

Liquidmetal es una clase de material con propiedades totalmente nuevas. Las aleaciones de circonio poseen una estructura amorfa (es decir, no cristalina), por lo que también reciben el nombre de “vidrios metálicos”. Los componentes fabricados con estos materiales son extremadamente duros, pero también muy elásticos, por lo que muestran un excelente comportamiento de recuperación. Mientras que el acero, por ejemplo, tiene una elasticidad del 0,2 por ciento y el titanio del 1 por ciento, el valor característico de los componentes hechos con aleaciones de Liquidmetal está en torno al 2 por ciento. Además, estos materiales destacan por su bajo peso específico y su excelente resistencia a la corrosión. Esta variedad de propiedades hace que dichas aleaciones sean aptas para el uso en componentes de precisión mecánicos sometidos a grandes esfuerzos.

Para el procesamiento de estos materiales mediante moldeo por inyección, Engel ha desarrollado una nueva máquina que se basa en su acreditada serie de máquinas totalmente eléctricas Engel e-motion. La máquina para Liquidmetal se diferencia (sobre todo en el lado de inyección) de las máquinas de moldeo por inyección empleadas habitualmente para procesar plásticos. Las aleaciones de Liquidmetal se comercializan en forma de barras redondas cortadas a medida. Estas piezas brutas se introducen de manera automatizada en una cámara de fusión donde el material se funde mediante inducción en alto vacío. En lugar de un husillo, la máquina posee un émbolo mediante el cual la aleación de metal fundida se inyecta en un molde cuya temperatura está controlada. El rapidísimo enfriamiento con exclusión de oxígeno da lugar a una estructura amorfa de excelentes propiedades. Para retirar los componentes se utilizan robots estándar, por ejemplo los de la serie Engel viper. La colada se puede separar utilizando una cortadora por chorro de agua o una cizalla mecánica.

Engel ve en la tecnología médica interesantes posibilidades de aplicación de la tecnología Liquidmetal. Por ese motivo, durante el simposio organizado por Engel, se fabricarán piezas para pinzas médicas con una aleación de Liquidmetal. (Imágen: Saga)

Con Liquidmetal, Engel presenta una alternativa al moldeo por inyección de metales (Metal Injection Moulding o MIM) y al mecanizado CNC. Esta tecnología permite obtener —mediante un solo paso de trabajo y en ciclos de corta duración — componentes listos para el uso con una excelente calidad de superficie.

El mecanizado CNC consiste en elaborar componentes metálicos individuales a partir de un bloque de metal empleando técnicas como el fresado, el taladrado, el rectificado o el torneado. Mediante este procedimiento se pueden fabricar complicadas piezas de precisión tridimensionales con una superficie de muy alta calidad. Sin embargo, en comparación con el moldeo por inyección este método de fabricación requiere mucho tiempo y resulta muy costoso.

El MIM también es un procedimiento de moldeo por inyección, pero en él no se procesan aleaciones de metal, sino polvo de metal/plástico. Tras el moldeo por inyección, el plástico se debe retirar mediante procedimientos térmicos y la pieza acabada se obtiene por sinterización. Además, a menudo es necesario someter a un proceso de acabado la superficie rugosa que resulta de la sinterización. Dependiendo del grosor de la pared, estos pasos de proceso adicionales pueden consumir mucho tiempo.

La tecnología Liquidmetal evita todas estas desventajas. Con ella se obtienen piezas de precisión muy eficientes y rentables, listas para montar y con una muy alta calidad de superficie. Los ciclos duran entre 2 y 3 minutos, y son mucho más cortos que los intervalos de mecanizado de los centros CNC. Otra ventaja del procesamiento de Liquidmetal es que no genera desperdicios, ya que las coladas se pueden reciclar.

Engel ve en la tecnología médica interesantes posibilidades de aplicación de la tecnología Liquidmetal. Por ese motivo, durante el simposio organizado por Engel, se fabricarán piezas para pinzas médicas con una aleación de Liquidmetal. También es posible producir endoprótesis, por ejemplo articulaciones de cadera o stents. Gracias a las excelentes propiedades mecánicas de este material, también se pueden obtener piezas muy robustas con un delgado grosor de pared. Además, existe un amplio repertorio de posibles aplicaciones en los campos de la electrónica, la aviación, la navegación espacial, la tecnología militar y la industria de aparatos deportivos. Las primeras aplicaciones se han llevado a cabo en la industria de la electrónica de entretenimiento y en la industria de los relojes.

Las licencias para utilizar este nuevo procedimiento son concedidas por Liquidmetal Technologies. Engel entrega las soluciones de moldeo por inyección a los socios que poseen una licencia.

En el centro tecnológico de Engel (ubicada en la planta matriz de Schwertberg, Austria) se encuentra una máquina de Liquidmetal para realizar demostraciones individuales y obtener primeras muestras.