10 11 01 - PIM presentation PIM MAGETEX.pdf · Présentation du PIM Aspects économiques et historiques Jean Pierre DURAND, Ingénieur ECP, directeur [email protected] Journée technique

Présentation du PIMAspects économiqueset historiques

Jean Pierre DURAND,

Ingénieur ECP, directeur [email protected]

Journée technique GF PIM le 28 septembre 2010 à 25-Besançon

MAGETEXcatalyser par l’innovation performance et croissance depuis 1986

28-09-2010 © Copyrights MAGETEX - Tous droits réservés 2

Table des matières

MAGETEX : qui sommes nous ? ……………………………………………………………… 3

Le PIM : de quoi s’agit-il ? ……………………………………………………………………… 6

Historique du PIM ……………………………………………………………………………………… 7

Présentation du PIM …………………………………………………………………………………. 14

⎯ historique de la technologie MIM …………………………………………………….. 15

⎯ le procédé de fabrication …………………………………………………………………. 19

⎯ l’industrie ………………………………………………………………………………………….. 22

Pièces réalisables par PIM ……………………………………………………………………… 25

⎯ exemple du MIM ………………………………………………………………………………. 26

⎯ économie du MIM …………………………………………………………………………….. 27

⎯ développement …………………………………………………………………………………. 30

Perspectives pour le PIM : exemple du MIM ……………………………………….. 32


MAGETEX : qui sommes nous ?L’intelligence technologique des matériaux avancés et de leur fabrication au service de l’innovation et de vos succès

MAGETEX est un cabinet d’intelligence technologique dans le domaine des matériaux avancés, de la fabrication et des composants. Nous couvrons plus spécifiquement les diverses innovations issues de l’utilisation de poudres métalliques ou céramiques.

Dans nos pays industrialisés, les entreprises manufacturières qui veulent réussir doivent regarder hors de leurs périmètre et organisation présents pour trouver de nouvelles approches technologiques et des innovations qui répondent au renouvellement de leur portefeuille produits ou à de nouveaux relais de croissance.

La métallurgie des poudres - métaux, céramiques, carbures…; composants, pièces ou demi-produits… - permet fréquemment ces nouvelles approches ou innovations.

Depuis plus de 20 ans, nous intervenons entre utilisateurs et fournisseurs de technologies.Nos approches et prestations de service se différencient singulièrement de ce qui peut être réalisé en interne ou offert par les autres consultants.

Nos clients estiment en général que notre singularité vient :

⎯ de notre capacité à créer de la valeur en optimisant technologie et application;

⎯ de l’étendue de notre base relationnelle, de connaissances et de compétences;

⎯ de l’expertise technologique de nos intervenants, également très orientés « business »;

⎯ de notre couverture globale;

⎯ de nos totales garanties en matière de confidentialité.


MAGETEX : nos prestations et référencesDepuis plus de 20 ans, nous accompagnons nos clientsà accélérer ou à fiabiliser leurs efforts d’innovation

LES PRESTATIONS DE SERVICE OFFERTES :

Évaluer, ou prévoir (3-5-10 ans) l’état de l’art : performance, coût, plateformes, acteurs leaders et leurs stratégies… Évaluer et identifier de nouveaux domaines technologiques pour la R&D de nos clients. Benchmark de leurs capacités technologiques.

Évaluer, et décider, quelles approches technologiques nouvelles ou innovations peuvent accélérer le développement des nouveaux produits ou conduire à de nouveaux relais de croissance.

Identifier et cibler les nouvelles applications ou niches de marché valorisant les capacités technologiques de nos clients (technologies développées en interne ou acquises; technologies existantes à valoriser sur de nouveaux marchés).

Acquisition : identifier des cibles ; approfondir certaines cibles prometteuses; en particulieren comprendre les potentiels / adéquations technologique, production et marchés.

Étudier stratégiquement un marché : taille, croissance… pour les produits de nos clients ; impacts d’une rupture technologique en cours; analyse des compétiteurs; attractivité sur certains segments de produits nouvellement adaptés… etc.

Fabrications de nos clients : identifier les technologies et procédés susceptibles d’apporter des gains en coût ou en performance. Modélisation technico-économique.


MAGETEX : nos clientsDes PME / ETI ou des BU de groupes mondiaux qui visent à accélérer ou à fiabiliser leurs efforts d’innovation

OEM ’s fabriquant des composantstransport: automobile, aéronautique…

énergie : nucléaire, énergies renouvelables, stockage, conversion…

TIC : télécommunications, fibre optique, LED, écrans plats, circuits intégrés…

médical & dentaire : prothèses, implants, dispositifs, instruments, équipements…

chimie / process : échangeurs, réacteurs…

etc.

OEM ’s fabriquant des composantstransport: automobile, aéronautique…

énergie : nucléaire, énergies renouvelables, stockage, conversion…

TIC : télécommunications, fibre optique, LED, écrans plats, circuits intégrés…

médical & dentaire : prothèses, implants, dispositifs, instruments, équipements…

chimie / process : échangeurs, réacteurs…

etc.

Fabricants de matériaux / produitspoudres: métaux / alliages, céramiques…

pièces métalliques MIM, frittées, HIP…

carbures, céramiques, composites

projection thermique, soudure, brasage

demi produits en métaux réfractaires, précieux, alliages spéciaux, acier rapide, titane…

couches minces, cibles PVD …

etc.

Fabricants de matériaux / produitspoudres: métaux / alliages, céramiques…

pièces métalliques MIM, frittées, HIP…

carbures, céramiques, composites

projection thermique, soudure, brasage

demi produits en métaux réfractaires, précieux, alliages spéciaux, acier rapide, titane…

couches minces, cibles PVD …

etc.

Fabricant d’équipementspresses, fours...

innovants : induction, micro ondes, plasma…

recyclage / tri

Fabricant d’équipementspresses, fours...

innovants : induction, micro ondes, plasma…

recyclage / tri

Institutionnels

CTDEC


Le PIM, de quoi s’agit-il ?Le PIM permet de fabriquer à partir de poudres des pièces métalliques, céramiques… moulées par injection

Plusieurs sigles désignent ces procédés :

⎯ PIM : “Powder Injection Molding” (moulage par injection de poudres)⎯ MIM : “Metal Injection Molding” (moulage par injection de poudres métalliques)⎯ CIM : “Ceramic Injection Molding” (moulage par injection de poudres céramiques)

Derrière le PIM se cache une idée simple…

moulage par injectionde poudres

moulage par injectionde poudres

frittage des poudres injectées

frittage des poudres injectées

ALLIER

grandecomplexitégéométrique possible

alliagemétalliqueou céramique

courtesy SPT


Historique du PIMPIM : une étape récente dans l’histoire ancienne et dans le vaste champ de la métallurgie des poudres (M/P)

Europeplaquettes carbures1950’s

Japon - Europenano poudres - micro MIM2000’s

Europedéveloppement du MIM en Europe (BASF)1990’s

USAMIM : pièces mécaniques diverses1980’s

USA - ScandinavieHIP - demi produits aciers outils / superalliages1970’s

USACIM : inserts moulage, pièces céramiques1960’s

Europepièces mécaniques frittées en acier1940’s

USAcoussinets frittés auto lubrifiants1920’s

Allemagnecarbures (filières, outils de coupe…)1915-1930

USAfilaments des lampes à incandescence1878-1900

Amérique du Sud (Incas)frittage de grains de platine1200’s

Égypte, Afrique, Indesfabrication d’outils à partir « d’éponge de fer »3000 AC

Origine (régions)TechnologiesDate


Historique du PIMLe CIM (céramiques) a été la première variante du PIM industrialisée. Il a mis plusieurs décennies à s’imposer

Fin des années 30’s

⎯ Brevet US 2.112.960 de Karl SCHWARZWÄLDER:mélange de poudres céramiques et de résines

⎯ Brevet DE 699.080 de KLINGER: moulage par injection de poudres céramiques pour fabriquer des bougies

Années 40-50’s

⎯ quelques fabrications CIM isolées

Années 70’s

⎯ adoption progressive du CIM par l’industrie céramique

Fin des années 70’s - début 80’s

⎯ deux pionniers US : Ronald RIVERS (Cabot Corp.)et Raymond WIECH (Parmatech) déposent les premiers brevets MIM


Historique du PIMDe 1973 à 1986, la technologie MIM a rapidement diffusédes pionniers vers des fabricants US, au Japon, et en Suisse

procédéRivers

PARMATECHprocédésWiech

BrunswickTechnetics

• AFT

• American Orthodontics

• Engineering Specialty Products

• Omark Industries

• Remington Arms

• Rocky Mountain Orthodontics

• SSI Technologies

• etc.

• Haynes International (ex. CABOT)• New Industrial Techniques (Handy & Harmann )

• AMP

• IBM (Lexington)• Moldinject (CH)

• Rocketdyne

• Thomas & Betts

• etc

(arrêt cession de licences en 1986)

PARMATECH

achat de WITEC (1982)

Fine ParticleTechnology

1er guide de conception

MIM1973

séparation des4 partenaires

1981/82

R. ZÜGER

S.P.T. Millet Sights

P. ROTH R. MILLET

WITEC

R. WIECH

1979

R. MILLET


Historique du PIMPuis l’industrie PIM a globalement connu une très forte croissance (15-20% an) de 1987 jusqu’à la crise de 2008.

Industrie PIM naissante: au cours des dix premières années, elle a connu une très forte croissance aux USA, puis au Japon et en Europe (> 20% /an).

Industrie MIM : à partir de 1995, elle a connu une croissance plus élevée que celle de l’industrie CIM (moindres applications).Drivers: nouvelles applications; diffusion rapide à de nouvelles régions du monde, dont Asie du Sud Est et pays émergents.

2001: la crise (bulle Internet) a impactéfortement le marché MIM. Le principal vecteur de croissance était alors le marchédes télécommunications (mobiles).

Industrie MIM après 2001: à nouveau forte croissance jusqu’en 2008. Pénétration rapide des marchés « 3C » en Asie; émergence d’une industrie « Low Cost »(Chine et autres pays émergents).

CIM: croissance beaucoup plus faible 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1987 1992 1997 2002 2007

MIMPIMCIM

Évolution du chiffe d’affaires annuel de l’industrie PIM ($ millions)

$ m

illi

on


Historique du PIML’industrie PIM reste encore une niche étroite au sein de l’industrie plus vaste M/P et céramiques techniques

pièces CIM~ 200 M€

céramiques techniqueset produits carbonés

18-22 G€

pièces MIM~ 600 M€

demi-produits& HIP : < 1 G€

pièces frittées~ 5 G€

carbures &métaux durs

9-10 G€aimants frittés

5-6 G€

M / Pmétaux20-22 G€

données 2008 antérieures à la crise


Historique du PIMLes marchés MIM - initialement US - se sont globalisés, avec une stratification d’une région du monde à l’autre

USA

Europe

Japon

Asie

2010

$ 1.200 M

20001990

$ 95 M $ 690 M

~ 50 fabricants ~ 350 fabricantsEurope : < 10 Europe : 70-80

Asie SE et émergents (Indes, Chine)


Historique du PIMEurope : berceau de la M/P moderne, le MIM y a connu une diffusion lente, jusqu’à l’apparition du procédé BASF

1980’s: tous premiers acteurs

⎯ MOLD INJECT (licencié PARMATECH: MIM et CIM) au sein de SPT en Suisse

⎯ DEGUSSA AG (D) : MIM alliages spéciaux, carbures…

⎯ les leaders de la M/P (ex. SINTERTECH en France) boudent le MIM

1990’s

⎯ BASF (poudres fer carbonyle) développe le déliantage catalytique, devient fournisseur de feedstock, et transfère sa technologie à de nombreux acteurs

⎯ 15 à 25 fabricants MIM nouveaux en Europe (FR, DE, ES, IT, NL…)

⎯ autres fabricants MIM sous licence (ex. PARMACO) ou intégrés (ex. carbures)

France

⎯ VALLOUREC acquiert fin 80’s le procédé QUICKSETTM de CPS (USA) : naissance de IMPACT Technologies, qui disparaît fin 90’s

⎯ mi-90’s: naissance de ALLIANCE et HOPTEC (groupe COMOTEC) sur les marchés luxe, horloger, lunetterie…

⎯ ALLIANCE aujourd’hui le principal fabricant PIM en France


Présentation du PIM

La technologie PIM consiste à fabriquer une pièce en quatre étapes :

⎯ « feedstock » élaboré à partir de poudres et d’un liant; il doit être apte au moulage injection; le liant doit être ultérieurement éliminé;

⎯ moulage injection du feedstock, pour obtenir la géométrie désirée;

⎯ « déliantage »: élimination du liant, sans endommager la pièce moulée;

⎯ frittage, pour parvenir à la microstructure et aux propriétés désirées.

Historique - Deux groupes de procédés sont à l’origine du MIM moderne :

⎯ procédé RIVERS de CABOT (aujourd’hui HAYNES International)

⎯ procédés WIECH de PARMATECH / BRUNSWICK (ex. WITEC)

L’adoption fréquente du procédé BASF en Europe - avec approvisionnement du feedstock - tend à masquer aujourd’hui deux composantes clés du savoir-faire PIM :

⎯ feedstock : constitution (liant, poudres)et élaboration;

⎯ poudres utilisées.


Présentation du PIM : historique de la technologie MIMLe procédé RIVERS, développé chez CABOT dans les années 70’s, est à l’origine du MIM moderne

PROCEDE RIVERS

Feedstock

⎯ 40% liant - 60% poudre, en volume

⎯ poudres moyennement fines

⎯ liant : mélange de méthyle cellulose, de glycérine, d’une petite quantité d’eau et d’acide borique

Injection en moule chaud (70°C)

⎯ formation d’un gel rigidifiant

Évaporation de l’eau : 30-60mn @ 125°C

⎯ formation d’un réseau poreux, suffisant pour éliminer la méthyle cellulose

Frittage en atmosphère non oxydante

⎯ possibilité de rajouts de graphite

Premiers alliages: Fe-2Ni, Fe-7Ni316 L (0,03%C)stellites (alliages Co)

Exemple de frittage : pièce Fe-8Ni

⎯ @ 1120-1130°C - NH3 craqué

⎯ montée en température en 4mn

⎯ 35-40mn frittage additionnel

⎯ densité 7,12 sans évidence de criques -porosité sphérique

courtesy METAL POWDER REPORT


Présentation du PIM : historique de la technologie MIMLes procédés WIECH - PARMATECH et sous licences BRUNSWICK - sont à l’origine du MIM moderne

PROCEDES WIECH

Deux générations successives de procédés (feedstock / déliantage)

Feedstock

⎯ 40% liant + lubrifiant, en volume

⎯ 60% poudres fines (< 20µ), en volume

mélange utilisé pour le liant :

⎯ cires (solubles dans un solvant)

⎯ thermoplastiques type PE, PP…

Premiers alliages: 316 L, à partir d’un mélange de poudres de fer carbonyle et atomisées d’alliage mère

Injection du feedstock proche de celle connue aujourd’hui

Déliantage

⎯ génération 1 : élimination des cires par solvant liquide

⎯ génération 2 : élimination des cires par chauffage à l’air, 24-48H @ 175°C

couleur brune (oxydation)

Frittage : initialement en four

⎯ batch : 350 kg / 48H au Japon

⎯ continu : 25 kg / H aux USA

⎯ élimination des thermoplastiques du liantlors du cycle de frittage

Recours aux premiers fours sous vide :

⎯ évaporation / élimination des cires et TP du liant @ 1100-1300 °C

⎯ pièces non oxydées (possibilité d’alliages avec Mn, Cr…)

⎯ cycle environ 20H pour une charge 50 kg

Pièces denses à 96%, porosité sphérique et bien distribuée


Présentation du PIM : historique de la technologie MIMExemples de premières pièces MIM fabriquées chez PARMATECH et sous licence BRUNSWICK

Photos (a) à (d) : courtesy METAL POWDER REPORT

Pièces fabriquées dès 1986 par le procédé BRUNSWICK

American OrthodonticsPetits brackets, de l’ordre du gramme, en alliage 17-4PH (a). Noter que 95% de la matière injectée (carottes) est recyclée.

Omark IndustriesLevier d’armement d’une arme, de plusieurs dizaines de grammes (b)

Pièces fabriquées en 1987 par le procédéWIECH de 2ème génération

Pièces fabriquées par PARMATECH (c)

Pièces fabriquées par IBM, sous licence PARMATECH (d)

(c)

(d)

(a)(b)


Présentation du PIM : historique de la technologie MIMPrincipales difficultés rencontrées par les pionniers aux différentes étapes du MIM

MOULAGE INJECTION

Rhéologie inadéquate des premiers mélanges: poudres atomisées à l’eau et lubrifiant utilisés en compaction axiale

Poudres atomisées à l’eau

⎯ trop grossières

⎯ forme trop irrégulière

⎯ mauvais écoulement

Nécessité d’ajouter au lubrifiant d’autres matières organiques en très forte proportion, > 35% en volume

Nécessité d’utiliser des poudres plus sphériques, plus fines (exemple : fer carbonyle, nickel…) que celles utilisées en compaction axiale

DELIANTAGE / FRITTAGE

Hétérogénéité du feedstock : problèmes au déliantage, puis au frittage

Feedstock fréquemment trop « travaillé »

Épaisseur de paroi : limites imposées par l’oxydation lors du déliantage

Éléments oxydables (Cr, Mn…) : sensibilitéau déliantage

Maîtrise du niveau carbone: problèmes vis-à-vis de la reproductibilité, des propriétés…Recours fréquent à un traitement thermique final.

Séries faibles (2.000 à 5.000 p) : nécessitéde regrouper les lots au frittage

Tolérances : nécessité de redresser les pièces pour parvenir à des tolérances similaires à celles du fritté.


Présentation du PIM : procédé de fabricationUne fabrication MIM / PIM moderne part d’un feedstockapproprié et comprend trois étapes clés de mise en œuvre

pièce « à vert »

friable, peut être manipulée

pièce « brune »

friable, peut être manipulée

pièce MIMdensité > 95%retrait linéaire : 12-20%

présencedu liant

100%

< 20%

0%

moulagepar injection

élimination du liant

frittagedes poudres

feedstock


Présentation du PIM : procédé de fabricationComparativement à la M/P conventionnelle, le procédéPIM introduit trois spécificités

Spécificité N°1: feedstock (voir slide 21)⎯ composition de l’alliage, homogénéité, rhéologie à l’injection, élimination ultérieure

des liants (déliantage et frittage)

Spécificité N°2: déliantage: éliminer les liants organiques présents dans le feedstock, préalablement et lors du cycle de frittage

⎯ préalablement au frittage :

plusieurs variantes à ce premier niveau

but: ouvrir des canaux du cœur de la pièce à sa périphérie, tout en maintenant la tenue de la pièce

⎯ au cours du frittage: éliminer thermiquementle liant organique résiduel après déliantage

Spécificités N°3: au frittage⎯ retrait linéaire important : 12-20%

⎯ cycle thermique accommodant l’élimination du liant résiduel

⎯ atmosphère : selon la métallurgie et le feedstock

⎯ type de four : batch ou continu, souvent spécifique

• catalytique (BASF)• eau ou solvant (solubilité)• thermique (vaporisation)

courtesy ELNIK


Feedstock PIMIl est obtenu en mélangeant poudres (inorganiques) et liant(organique), puis en extrudant et granulant ce mélange

homogénéitérhéologie (injection)tenue pièce injectéeaptitude au déliantagecoût

diverses substancesorganiquespoudres liant

mélange

extrusion

granulation

atomisées gaz

atomisées eau

hydrométallurgie

…

influence fortesur propriétés et coûts

influence fortesur homogénéité et rhéologie

du feedstock, déliantage et frittage

feedstock


Présentation du PIM : l’industrieUne notoriété industrielle indiscutable. Une technologie encore largement à promouvoir commercialement.

qualité à six sigma sévérité extrême

grand public géométrie complexe

SWATCH

prestige

fonctionnalitésnouvelles

courtesy A.M.T.courtesy ACELENT Technologies

montres RADO


Présentation du PIM : l’industrie Le PIM est aujourd’hui mondialement une industrie “lean”et “world class”, recourant à des outils très industriels

(courtesy of G. RENDALL)


Présentation du PIM : l’industrie La chaîne de valeur est relativement courte. Les acteurs sont en majorité spécifiques

fabricationfeedstock

fabricationpièce MIM

parachèvementintégration

(OEM)

poudres

matièresorganiques

moules

gazindustriels KWh

presses injectionfours déliantagefours de frittage

FABRICANTS PIM

CLIENTS

FABRICANTSEQUIPEMENTS


Pièces réalisables par PIMLe potentiel est techniquement quasi illimité pour de petites pièces. Mais l’économie du procédé limite les applications

Les donneurs d’ordre considérant le PIM posent ces deux questions clés :

⎯ pouvez-vous réaliser cette pièce ?

⎯ quel en est le prix ?

Le développement des applications du PIM est principalement guidé par la réponse que les fabricants MIM apportent à ces deux questions.

Pièces réalisables par PIM : technique

Une large variété d’alliages ou de céramiques se prête aujourd’hui au PIM. La forte complexité géométrique autorisée par le procédé d’injection ouvre techniquement au PIM une très grande variété de géométries, pour des masses pièce allant de quelques milligrammes à plusieurs kilogrammes (cf. page 26, exemple du MIM ).

Pièces réalisables par MIM : prix

L’économie de la fabrication - principalement feedstock et reprises ultérieures - limite les applications du PIM (cf. pages 27 à 29, exemple du MIM).

Pièces réalisables par MIM : développements

Le PIM se développe aujourd’hui davantage par substitution à d’autres techniques, et encore insuffisamment par innovation (cf. pages 30 et 31, exemple du MIM).


Pièces réalisables par PIM : exemple du MIMUne très large variété de pièces allant de 0,01g à plusieurs kg est techniquement réalisable par MIM …

cuivre - 0.07g

courtesy TAISEI KOGYO Co.

inox 316L

courtesy TAISEI KOGYO Co.

2mm

superalliages

pièces MIMcommerciales

0,1 g - 80 g

CourtesyPOLYMER

TECHNOLOGIES Inc.

> 1 kg

typiquement tiennentdans une balle de golf

Courtesy MATHSON


Pièces réalisables par PIM : économie du MIMTrois groupes principaux de facteurs : matières, frittage et finition impactent le plus le coût d’une pièce représentative

charges fixes et marge

feedstock

moulage

déliantage

frittage

outillage

finition

20-35%

2-5%

15-25%

5-10%

5-10%

10-20%

20-30%

Structure de prix de revient d’une pièce MIM« moyenne » représentative

masse: 8g - inox 316L - série: 500.000 / an

Les pièces MIM ont en moyenne une masse de l’ordre de 8g. Elle sont leplus fréquemment réaliséesen inox 316L.

Les séries réalisées - ici500.000/an - ont aussiun impact très fort sur la structure du prix de revient.


Pièces réalisables par PIM : économie du MIMLa simulation technico-économique du coût d’une pièce montre l’impact clé de la taille pièce sur les facteurs de coût

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%feedstock

moulage

déliantage

frittage

finition

outillage

charges fixes

marge

0,3 g

8 g

60 g

Les facteurs frittage, et surtout feedstock, sont très sensibles à l’accroissement de la masse pièce, avec une limite pratique de taille à environ 250g (pour les inox et aciers).

Le coût de finition (reprises) croit en général fortement lorsque la taille pièce diminue

Les autres facteurs de coûts sont moins sensibles à la taille pièce.

Taille pièce

Pièces MIM en 316 Lséries > 200.000 /an


Pièces réalisables par PIM : économie du MIMChez certains fabricants MIM, il peut exister encore plusieurs axes de progrès pour réduire le coût des pièces

atomisées eauet / ou mélanges

atomisées gazpoudres utilisées (feedstock)

76100coût unitaire (indice)

1924durée (h) cycle frittage

2210charge du four de frittage (%)Amélioration empilements pièces, supports, convection, échnageurs …

9585Yield (%) en productionSéries, résolution problèmes sources de reprises, démarche six sigma …

8,29diminution masse pièce (g)Diminution des épaisseurs de paroi, noyautage …

fabriqué sur placeachetéfeedstock utilisé

actions d’amélioration

situation présenteFacteurs de la production

Exemple de démarche d’amélioration et axes de progrès utilisés

Dans l’exemple ci-dessus les séries sont de taille significative. Bien entendu, les gains réalisables dépendentétroitement au cas par cas du niveau de performance présentement atteint par le fabricant MIM.


Pièces réalisables par PIM : développementLes applications du PIM se développent aujourd’hui principalement par substitution …

Substitution niveau pièce à une autre technique

MIMMIM

Forge

Fonderiesous

pression

Frittage

Découpage &emboutissage

Usinage &décolletage

Fonderiede

précision

Substitutionà un assemblage

exemple 1de deux pièces

exemple 2de cinq pièces

courtesy MAXON

courtesy INJECTAMAX

gain en coût > 35%gain en coût > 35%


Pièces réalisables par PIM : développement… et beaucoup plus rarement par innovation : pièce structurale ou composant fonctionnel

pièce structuralequasi impossible à fabriquer autrement

composant fonctionnel

courtesy INJECTAMAX

exemple 1guide aiguille pour équipement médical exemple 2

cold plate (CI de puissance) fabriquéepar MIM (courtesy ACELENT Industries)


Perspectives pour le PIM : exemple du MIMSituation présente de l’industrie MIM globale

8g

10g1g0.1g0.01g 100g

essentiel des fabrications

en 2010

piècesstructurales

> 95%50%35%

15%

inoxbase Fe

autres alliages ~ 5.000 T

En 2010, les produits fabriqués par MIM sont essentiellement des pièces structuralesde taille réduite (moyenne 8g) et à plus de 50% en inox


Perspectives pour le PIM : exemple du MIMFaut-il ainsi chercher à substituer pour réaliser des pièces structurales ou plutôt imaginer des composants innovants ?

Driverscomplexité géométrie gratuite

temps de cycle très court

bonne reproductibilité

densité: 95-99,5%

excellentes propriétés

autorisant un gain en coût > 35%

Concevoir grâce au PIM des composants plus performants (exemple boîtier hermétique avec support refroidisseur intégré)

Développer les technologies : co-frittage,nouveaux alliages… appropriées

équivalentalliage CuW

équivalentKOVAR

bi-injection co-frittage

composant innovantmulti - matériaux

pièce structuralesubstitution du MIM

à une autre technique

(courtesy RAPIDUS Inc.)


Perspectives pour le PIM : exemple du MIMFaut-il plutôt saisir les opportunités qu’offre la voie micro MIM, ou aller vers des pièces plus importantes ?

10g1g0.1g0.01g 100g

micro MIM

poudresfeedstockmoule (précision)déliantage

poudresfeedstockmoule (précision)déliantage

plus grosses pièces

aubes deturbine

poudres (peu chères)

feedstock approprié

alliages (ex. intermétallique)

frittage (100%)

poudres (peu chères)

feedstock approprié

alliages (ex. intermétallique)

frittage (100%)

courtesy IFAM


Perspectives pour le PIM : exemple du MIMLes évolutions dans les matériaux mis en œuvre par MIM offrent également de nombreuses opportunités.

cuivreux

alliages de titane

intermétalliques

…solutionsmulti matériaux

nouveaux alliages

M2316L

courtesy A.M.T.

courtesy IFAMcourtesy TIJET

courtesy MATHSON

courtesy ACELENT


Perspectives pour le PIM : exemple du MIMUn fort potentiel de croissance. Mais quelles opportunités nouvelles saisir lorsque l’on fabrique à partir de la France ?

Globalement les niches opportunités de croissance offertes sont nombreuses.

Mais l’existence en Europe (et surtout en France) de donneurs d’ordre accessibles aux fabricants PIM régionaux devient un frein principal au développement de la technologie.

structural fonctionnel

faib

le

fort

e(>

50%

an)

cro

issa

nce

micro-

mécaniqueradiateurs IC

téléphonesportables

aéronautiquefibre optique

µ échangeurs

capteursmédical

orthodontieautomobile

armesà feu

mécanique

packaging IC

(source : MAGETEX)

Documents

10 11 01 - PIM presentation PIM MAGETEX.pdf · Présentation du PIM Aspects économiques et historiques Jean Pierre DURAND, Ingénieur ECP, directeur [email protected] Journée technique