MIM vs pulvermetallurgisches Pressen: Dichte, Bindemittel und Wirtschaftlichkeit im Vergleich

Date：2026-07-31   Views：0

MIM (Metal Injection Molding, Metallpulverspritzgießen) und pulvermetallurgisches Pressen sind zwei etablierte Verfahren der Pulvermetallurgie zur Herstellung von Präzisionsmetallteilen. Der Hauptunterschied liegt in der Formgebung: Beim MIM wird ein Metallpulver-Bindemittel-Gemisch im Spritzgießverfahren verarbeitet, während beim pulvermetallurgischen Pressen loses Metallpulver in einer Matrize verdichtet wird. Für eine grundlegende Einordnung der Verfahrenstechnik sei auf die Übersicht zum MIM-Verfahren verwiesen.

Dieser Artikel vergleicht beide Technologien anhand der drei zentralen Kriterien:

• Prozessparameter: Sintertemperatur, Schrumpf, Grün- und Sinterdichte
• Bindemittelsysteme: thermoplastische Mehrkomponentensysteme beim MIM, Presshilfsmittel beim PM-Pressen
• Wirtschaftlichkeit: Werkzeugkosten, Stückkosten, Mengenschwellen

Auf Basis der hier genannten Zahlen können Ingenieure die Verfahrenswahl für ein konkretes Bauteil in wenigen Minuten bewerten.

Warum dieser Vergleich?

Ingenieure und Einkäufer stehen häufig vor der Frage, ob ein Bauteil im MIM-Verfahren oder im pulvermetallurgischen Pressen hergestellt werden soll. Beide Technologien verarbeiten Metallpulver und erzeugen gesinterte Endprodukte, unterscheiden sich jedoch grundlegend in Geometriefreiheit, erreichbarer Dichte und Kostenstruktur.

Während das pulvermetallurgische Pressen für rotationssymmetrische, einfache Formen mit hohen Stückzahlen optimiert ist, erschließt das MIM-Verfahren komplexe Konturen mit Wandstärken unter 1 mm. Diese Unterschiede führen zu völlig unterschiedlichen Einsatzbereichen.

MIM (Metallpulverspritzgießen) im Überblick

Das MIM-Verfahren kombiniert die Formgebungsfreiheit des Kunststoffspritzgusses mit der Werkstoffvielfalt der Pulvermetallurgie. Ein feines Metallpulver mit mittlerer Korngröße von 10–20 µm wird mit 30–50 Vol.-% thermoplastischem Bindemittel vermischt und granuliert. Dieses Granulat wird anschließend im Spritzguss bei 150–220 °C in die Kavität eingespritzt.

Nach dem Entbindern, das thermisch oder katalytisch erfolgt, wird bei 1100–1350 °C unter Schutzgas oder Vakuum gesintert. Der Sinterschrumpf beträgt 15–20 %, wird jedoch durch präzise Prozesskontrolle reproduzierbar gehalten. Am Ende entstehen Bauteile mit Sinterdichten von 96–99 % der theoretischen Dichte.

Pulvermetallurgisches Pressen (PM-Pressen) im Überblick

Beim pulvermetallurgischen Pressen wird Metallpulver mit Korngrößen von 20–100 µm zusammen mit 0,5–1,0 Gew.-% organischem Presshilfsmittel in einer starren Matrize uniaxial bei Drücken von 400–800 MPa verdichtet. Der Grünling besitzt bereits eine relative Dichte von 85–90 % und wird anschließend bei 1050–1250 °C gesintert.

Da der Schrumpf gegenüber MIM deutlich geringer ausfällt und in der Regel unter 2 % liegt, lassen sich Pulverpressteile präzise auf Endmaß tolerieren. Die erreichbare Sinterdichte bleibt jedoch mit 85–95 % unterhalb des Niveaus von MIM-gesinterten Bauteilen.

Dichte: Wie groß ist der Unterschied wirklich?

Die Dichte nach dem Sintern ist der wichtigste Qualitätsindikator, da sie mechanische Festigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit direkt beeinflusst. Beim MIM liegen die Sinterdichten typischerweise zwischen 96 % und 99 % der theoretischen Dichte, während beim PM-Pressen Werte von 85 % bis 95 % erreicht werden.

Die höhere Sinterdichte im MIM führt zu Zugfestigkeitswerten, die nahe an schmiedetechnischen Referenzen liegen. Insbesondere bei Edelstählen wie 316L oder 17-4PH zeigt sich dieser Unterschied signifikant.

Ingenieure, die für Dichtheitsanwendungen oder hochbelastete Komponenten eine maximale Sinterdichte benötigen, kommen am MIM-Verfahren in der Regel nicht vorbei. Für Bauteile, die eine definierte Restporosität erfordern, eignet sich das PM-Pressen besser.

Bindemittel: Thermoplastische Systeme vs. Presshilfsmittel

Beim MIM ist das Bindemittel ein integraler Bestandteil des Prozesses. Übliche Mehrkomponentensysteme kombinieren Polyoxymethylen (POM), Polypropylen, Paraffinwachs und Stearinsäure. Typische Bindemittelgehalte liegen bei 30–50 Vol.-%. Beim Entbindern muss der Organikrest auf unter 0,5 Gew.-% reduziert werden, bevor das Sintern beginnt.

Beim pulvermetallurgischen Pressen hingegen ist der Anteil organischer Hilfsstoffe mit 0,5–1,0 Gew.-% minimal. Chemisch gesehen handelt es sich meist um Zinkstearat oder Ethylenbisstearamid als Gleitmittel. Diese werden während der Sinterung vollständig entfernt.

Die aufwendige Entbinderung ist ein zusätzlicher Verfahrensschritt des MIM, der jedoch die hohe Geometriefrei