Le marché de l`injection métal PIM-MIM

Le marché de l’injection métal PIM-MIM
Le PIM (Powder Injection Molding) & le MIM (Metal Injection
Molding) font partie des technologies dites « Globales », qui
consistent à fabriquer la pièce finale dans ses dimensions
fonctionnelles en une seule fois, grâce à une injection de
poudres dans un moule plus ou moins sophistiqué. Il ne s’agit
pas de fonderie traditionnelle qui est incapable de réaliser des
formes très complexes et de respecter des tolérances très précises.
Le Moulage par injection de poudres (PIM) est un marché en plein essor. L’injection de
poudres métalliques (MIM) représente la part la plus importante de ce marché (70 %). Le
moulage par injection de céramique CIM (Ceramic Injection Molding) est également en
croissance continue (+- 15 %/an depuis plusieurs années).
Global sales of MIM Components by region, through 2014 ($ Millions)
2009
2014
CAGR%
($ Millions)
(% Share)
($ Millions)
(% Share)
2009-2014
Asia
460.8
48
959.0
51
15.8
Europe
279.7
28
484.0
25
11.6
North America
231.0
23
424.0
22
12.9
Rest of World*
13.4
1
33.0
2
19.8
Total
984.9
100
1900.0
100
14.0
* ROW includes South America, Australia, non NATO-Europe (inc. Russia)
Le créneau actuel du PIM-MIM peut être synthétisé comme suit :



Petites pièces : généralement limitées à de petites dimensions 3 à 60 mm, 1 à 100 g
avec une épaisseur de 0.5 à 7.5 mm
Géométries complexes : permet la liberté et la complexité des formes permises par
le moulage par injection, caractéristiques réservées jusque-là aux plastiques. La
croissance du marché profite justement de la demande accrue de pièces techniques,
complexes, fortement contraintes, avec des tolérances serrées et des propriétés
matières élevées.
Grandes séries : viable de minimum 5000 pièces/an (cas des armes à feu) jusqu'à
100 000 000 pièces/an (pièces GSM). 25 000 est une bonne moyenne.
La Belgique a peu suivi jusqu’à présent.
Comme dans les pays voisins (excepté l’Allemagne), le manque d’informations sur cette
technologie et ses potentialités joue certainement un rôle dans cette situation.
Au niveau européen, le nombre d’entreprises actives dans le PIM-MIM est encore limité : au
total, 50-60 producteurs de MIM qui travaillent en sous-traitance ou pour leurs besoins
propres, se partagent actuellement le marché. Près de la moitié sont en Allemagne.
1
Applications du PMI-MIM
Dans les applications du PIM, on trouve en tête le
secteur aéronatique d’une part et le secteur médical et
dentaire d’autre part, avec 24% du marché pour chacun
d’eux. Viennent ensuite les applications industrielles
(18%), le secteur militaire et armes à feu (11%), les
pièces d’usure (9%), et enfin le secteur automobile
(5%).
Pour le secteur aéronautique, il s’agit principalement de
la céramique (CIM) utilisée pour les noyaux de fonderie.
Le secteur dentaire a très tôt été acquis au MIM grâce aux crochets métalliques pour l’orthodontie.
Répartition sectorielle des applications PIM (%)
9
Aérospatial
24
11
Automobile
Médical
5
18
24
Industrie
Miltaire
Usure
Les marchés diffèrent selon les régions. Ainsi, en Asie, le PIM est dédié au marché de la
communication, des ordinateurs et des produits de consommation, à 41%. Ces créneaux sont en
forte croissance, si bien que les entreprises asiatiques consomment la moitié des poudres matières
premières produites dans le monde et emploient la moitié du personnel total.
En Europe, le marché de l'automobile commence à s'imposer à côté des niches déjà bien
développées des outils de coupe, des lunettes, des armes à feu et de l'horlogerie. Au total, les
produits de consommation comme les lunettes et les montres représentent 32% de la production.
L'automobile
Quelques exemples :





bagues, notamment bagues d’ajustement pour turbocompresseur
couronnes et moyeux d’embrayage
pistons d’amortisseurs
coussinets
bielles
2




composants d’airbags
mécanismes de sièges et de rétroviseurs
engrenages divers
plus récemment, introduction de pièces CIM dans les éléments de commande des tableaux
de bord, de la radio et du levier de sélection de vitesse (BMW)
Médical/dentaire (orthodontie)/biomédical
Ce secteur en croissance depuis plusieurs années, continue son expansion :




lames pour prélèvement de biopsies
 autres instruments chirurgicaux : dispositif d'injection de transplant cornéen
crochets et autres éléments de mécanique pour le sous-secteur dentaire
éléments d’équipements médicaux (radiologie, microscopie, optique, …)
implants médicaux où le titane tient la vedette,
Produits de consommation
Ce secteur est lui aussi en croissance grâce à des produits tels que :






instruments pour la coiffure
boîtiers de montres
éléments d’appareils photo
stylos, bics,…
fermoirs de sacs
branches de lunettes
Aéronautique
L'aéronautique est de plus en plus ouverte au MIM, surtout grâce à l'utilisation du titane. Son intérêt
principal ici est sa légèreté (45% plus léger que l’acier) et sa résistance à la corrosion (4 fois plus
élevée que les aciers Inox). Sont disponibles des alliages à haute résistance mécanique et résistance à
la fatigue élevée.
Le manque de specs est dans ce domaine un frein au développement du PIM.
NTIC - électronique
Si certains produits du secteur NTIC sont largement considérés comme des produits de
consommation, le NTIC comprend aussi de nombreuses applications industrielles, aéronautiques,
spatiales et militaires. Ce secteur est également en croissance via la production de :




connecteurs
radiateurs/ ailettes de refroidissement
éléments de packaging (boîtiers pour de nombreux produits "portables")
pièces pour les ordinateurs
3
Mécanique – micromécanique - microfluidique
Le secteur de la mécanique utilise déjà largement les technologies MIM :








petits engrenages, notamment les engrenages coniques
éléments de serrurerie (clés, barillets, …)
outillages portatifs
pièces pour l’hydraulique
buses d’injection
corps de vanne
œillets de sertissage
becs de pince,….
Militaire, armes à feu
Ce secteur utilise depuis longtemps déjà des pièces MIM pour des applications telles que des :





extracteurs pour fusils d’assaut
rappels de glissière
éjecteurs
éléments de culasse de fusil
charnières d’ouverture pour fusil de chasse
Positionnement réciproque des technologies de production
Le tableau suivant compare les caractéristiques mécaniques et physiques des pièces MIM à celle
obtenues par d’autres technologies :
MIM
Usinage
Fonderie
Estampage
Pressage
Frittage
95 à 98.5
%
100%
98%
100%
85 à 90 %
haute
haute
haute
haute
basse
Etat de surface
bon
bon
moyen
bon
moyen
Rapport dimension/poids
bas
moyen
moyen
bas
moyen
Possibilité de réaliser des parois
minces
élevée
basse
élevée
élevée
élevée
Complexité des pièces
haute
haute
moyenne
basse
basse
Paramètres
Densité
Résistance à la traction
Ce tableau confirme que c’est au niveau de la complexité des pièces que le MIM se distingue des
autres.
4
A cela, on ajoute les aspects économiques, en comparant notamment les coûts de production en
fonction de la géométrie de la pièce et des capacités de production :
Techniques de production
Pressage
MIM Usinage fonderie Estampage
Frittage
Complexité
5
4
3
2
2
Coût d’une pièce simple
3
1
3
4
4
5
1
3
2
2
Choix de la matière
4
5
3
5
4
Tolérances fines
4
5
2
5
4
Capacité grande production
5
2
3
5
5
Coût d’une pièce complexe
Evaluation de 5 techniques de production (5 = très bien adapté – 1 = inadapté).
Ce tableau montre donc que le MIM est un moyen de production rentable pour la fabrication de pièces
complexes en grandes séries.
Volume annuel de
production
Ce comparatif en termes de quantité et de complexité entre les différents procédés de mise en
forme des pièces métalliques peut également être représenté comme suit :
5