Il MIM si compone di quattro fasi:
- Preparazione delle materia prima
- Stampaggio
- Eliminazione del legante
- Sinterizzazione
5.1 Preparazione della materia prima.
In questa fase del processo vengono miscelate assieme le polveri ed il legante con proporzioni che variano fra 55-65% per le prime e di 35-45% per il secondo. Generalmente il legante è oleoso o gelatinoso ed ha carattere termoplastico. Dopo essere stato miscelato a freddo con le polveri, viene riscaldato per ottenere una migliore dispersione e di conseguenza un prodotto poco viscoso a caldo.
5.2 Stampaggio.
Lo stampaggio avviene con presse ad iniezione del tutto simili a quelle utilizzate per lo stampaggio dei materiali termoplastici. All'uscita dallo stampo il pezzo è dimensionalmente già finito ma le sue proprietà meccaniche sono date unicamente dalle caratteristiche del legante. A questo stadio il particolare è denominato corpo verde o green body.
5.3 Eliminazione del legante.
E’ il passaggio più complesso ed importante e deve garantire l’asportazione dal corpo verde di almeno il 90% (il 10% residuo si elimina in fase di sinterizzazione) del legante senza che si presentino alcun rigonfiamento, deformazioni o frattura del pezzo. Inizialmente gli sforzi tecnologici erano stati indirizzati alla produzione di un legante che fosse bassofondente e quindi facilmente asportabile per volatilizzazione. Purtroppo si è sperimentalmente determinato che una frazione elevata di bassofondente, in fase di iniezione, provoca una segregazione tra legante e polvere metallica dovuta principalmente a gradiente di distribuzione e a forze centrifughe differenziali. I primi provocano il bloccaggio dell’estrusore dell’iniettore perché la lubrificazione diventa carente. Il risultato è un cattivo riempimento della forma, perché si riduce la pressione di iniezione. Se si usa un binder polimerico ad alto peso molecolare sciolto in olio, il binder stesso può segregare spurgando olio all’interfaccia. Si formano in seguito a ciò delle linee di saldatura che persistono anche nella fase di sinterizzazione, dando origine a piani di rottura. La segregazione per forze centrifughe differenziali può avvenire durante l’iniezione se l’impasto è forzato a cambiare direzione di flusso per la presenza, ad esempio, di un condotto curvo. Il binder e le particelle solide sono soggetti in tal caso, per la diversa densità, a differenti forze centrifughe che ne differenziano il percorso separando le particelle più pesanti verso la superficie esterna del condotto. Ciò determina tracce evidenti sul verde. Si ricorre pertanto a metodi chimici e fisici differenti che comunque garantiscono l’asportazione del legante. Tramite catalisi si può trasformare un legante polimerico ( etere di aldeide idrata ) in un monomero gassoso. Il processo inizialmente riguarda la superficie del pezzo e successivamente si sposta verso l’interno con velocità di circa 2mm/h. Fisicamente si agisce invece provvedendo ad innalzare la tensione di vapore del legante ed evaporandolo in vuoto. Per evitare fenomeni di rigonfiamento si attuano degli step termici di 5C°/min con più stasi prima della T finale. Al termine della delubrificazione, il pezzo ha subito una prima riduzione dimensionale e può passare al processo successivo di presinterizzazione in forni ad atmosfera controllata e successivamente alla sinterizzazione finale.
5.4 Sinterizzazione.
In questa fase il pezzo raggiunge le dimensioni e le caratteristiche meccaniche finali per completa eliminazione delle porosità e del legante residuo. Grazie alla elevata densità raggiungibile ( 97% della densità teorica ) alla sinterizzazione possono seguire anche lavorazioni come lucidature o finiture particolari nonché ulteriori trattamenti termici di tempra.
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