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目次

金属射出成形 (MIM)は、複雑で高精度の金属部品を製造するために使用される高度な製造プロセスです。この方法は、プラスチック射出成形の汎用性と金属の強度と完全性を兼ね備えています。MIMがどのように機能するのか、どのような用途に使われるのか、なぜ様々な産業でMIMが選ばれるようになったのか、興味がおありでしたら、このページをご覧ください。さっそく見ていきましょう!

概要 金属射出成形

金属射出成形(MIM)は、微粉末の金属をバインダー材と混合し、射出成形で成形・固化できる原料を作るプロセスです。成形された部品は、その後、バインダーを除去し、金属を緻密化するために焼結され、優れた機械的特性と複雑な形状を持つ最終製品が得られます。

MIMの主な利点:

  • 高い精度と複雑なディテール
  • 高い生産率
  • 幅広い素材選択
  • 材料廃棄の削減
  • 優れた機械的特性
金属射出成形
金属射出成形 9

応用例 金属射出成形:

MIMは、自動車、医療機器、電子機器、航空宇宙、消費者向け製品など、さまざまな業界で広く使用されている。複雑な形状を高い精度で製造できるため、強力な機械的特性を必要とする小型で複雑な部品に最適です。

MIMに使用される金属粉末の種類

金属射出成形に関しては、使用される金属粉末の種類が最終製品の特性を決定する上で重要な役割を果たします。ここでは、MIMで一般的に使用される金属粉末を紹介します:

金属粉構成プロパティ特徴
ステンレススチール316LFe、Cr、Ni、Mo耐食性、高強度医療および食品産業で一般的
ステンレス鋼 17-4 PHFe、Cr、Ni、Cu高強度、良好な耐食性航空宇宙、自動車
カルボニル鉄Fe高純度、優れた磁気特性エレクトロニクス、自動車
タングステンW高密度、高融点航空宇宙、防衛用途に最適
チタン Ti-6Al-4VTi、Al、V高い強度対重量比、耐食性医療用インプラント、航空宇宙
ニッケル合金 IN718Ni、Cr、Fe高温強度、耐食性ガスタービン、航空宇宙用
銅合金 C18150銅、クロム高い電気伝導性と熱伝導性電気部品に使用
工具鋼 M2Fe、C、W、Mo高硬度、耐摩耗性切削工具、金型に使用
コバルト・クロム合金Co、Cr高強度、生体適合性歯科、医療用インプラントで一般的
アルミニウム合金6061Al、Mg、Si軽量、優れた機械的特性自動車、家電製品に使用

組成と特性 金属射出成形

MIM材料の組成と特性を理解することは、用途に適したタイプを選択する上で非常に重要です。ここでは、その詳細について説明する:

素材構成プロパティ用途
ステンレススチール316L16-18% Cr, 10-14% Ni, 2-3% Mo, Bal.Fe耐食性、優れた強度医療機器、食品加工機器
ステンレス鋼 17-4 PH15-17% Cr, 3-5% Ni, 3-5% Cu, Bal.鉄高強度、耐食性航空宇宙、自動車部品
カルボニル鉄鉄99高純度、磁気特性エレクトロニクス、自動車部品
タングステン99%W高密度、熱安定性航空宇宙、防衛機器
チタン Ti-6Al-4V90% Ti, 6% Al, 4% V軽量、高強度医療用インプラント、航空宇宙部品
ニッケル合金 IN71850-55% Ni, 17-21% Cr, Bal.Fe高温強度ガスタービン、航空宇宙部品
銅合金 C1815098-99%Cu、0.5-1%Cr導電率、熱特性電気コネクター、ヒートシンク
工具鋼 M20.75-1.1% C, 4.0-6.0% Mo, 5.5-6.75% W, Bal.Fe硬度、耐摩耗性切削工具、金型
コバルト・クロム合金Co60~65%、Cr27~30強度、生体適合性歯科用インプラント、整形外科用器具
アルミニウム合金60610.8-1.2% Mg, 0.4-0.8% Si, Bal.Al軽量、加工性自動車部品、家電製品

金属射出成形の用途

金属射出成形は汎用性があり、様々な産業で応用されています。主な用途を表にまとめました:

産業用途
自動車燃料噴射装置部品、ターボチャージャー部品、ギアボックス
医療機器手術器具、矯正用ブラケット、インプラント
エレクトロニクスコネクター、センサー、携帯電話部品
航空宇宙タービンブレード、燃料ノズル、ファスナー
消費者製品時計ケース、メガネフレーム、金物工具
ディフェンス武器部品、徹甲弾
インダストリアル切削工具、ポンプ、バルブ

MIMの仕様、サイズ、規格

最終製品が要求される性能基準を満たすためには、適切な仕様、サイズ、規格を選択することが重要です。ここでは、その詳細を紹介する:

仕様説明
ASTM規格ASTM F2885-11、ASTM B883-10 (MIM材料用)
ISO規格ISO 22068, ISO 13320 粉体粒度分布測定用
サイズ複雑さに応じて、0.1mmから100mmまでのサイズに対応。
公差通常、寸法の±0.3%だが、±0.05%まで厳しくできる。
表面仕上げ材料とプロセスに応じてRa 0.8~1.6マイクロメートルを達成可能
密度通常、焼結後の密度は理論密度の95%から99%である。

サプライヤーと価格 金属射出成形

適切なサプライヤーを選択することは、MIMコンポーネントのコストと品質に大きく影響します。ここでは、注目すべきサプライヤーを推定価格詳細とともにご紹介します:

サプライヤー素材価格地域
スミス・メタル・プロダクツステンレススチール、チタン0.10ドル – グラムあたり0.50ドルアメリカ
高度な金属加工の実践さまざまな金属粉末0.08ドル –グラム当たり0.45ドルアメリカ
パルマテック株式会社ステンレス鋼、工具鋼0.12ドル –グラム当たり0.55ドルアメリカ
インドMIMステンレススチール、タングステン0.09ドル – グラムあたり0.50ドルインド
ARCグループ・ワールドワイドニッケル合金、銅合金0.10ドル – グラムあたり0.60ドルアメリカ
CNIマニュファクチャリングステンレススチール、アルミニウム0.08ドル –グラム当たり0.48ドル中国
キネティクス・クライマックス工具鋼、コバルト合金0.12ドル –グラム当たり0.58ドルアメリカ
CMGテクノロジーズステンレススチール、チタン0.11ドル –グラム当たり0.52ドル英国
GKNシンターメタルズステンレス鋼、工具鋼0.09ドル –グラム当たり0.49ドルドイツ
MPPイノベーションさまざまな金属粉末0.10ドル –グラム当たり0.47ドルアメリカ

金属射出成形の長所と短所を比較する

金属射出成形を検討する場合、その利点と限界を比較することが不可欠です。ここで比較してみましょう:

アスペクトメリット制限事項
精密高い寸法精度、複雑な形状中小部品に限定
材料効率材料の無駄が少なく、粉体を効率的に使用高い初期材料費
機械的特性優れた特性を持つ丈夫で耐久性のある部品焼結工程で気孔が生じる可能性がある
生産量大量生産に適している少量生産ではコスト効率が悪い
複雑さ非常に複雑な形状の製造が可能特定の部品サイズと形状に限定
表面仕上げ優れた表面仕上げが可能特定の用途には二次加工が必要な場合がある。
汎用性幅広い素材に対応従来の方法に比べてリードタイムが長い
コスト大量生産に適したコスト効率高額な初期金型費用とセットアップ費用
金属射出成形
金属射出成形 16

よくある質問

Q: 金属射出成形(MIM)とは何ですか?

A: 金属射出成形は、金属を組み合わせて成形する製造プロセスである。

粉末をバインダーで固め、射出成形技術を使って非常に精密で複雑な金属部品を製造する。

Q: MIMにはどのような材料が使用できますか?

A: MIMには、ステンレス鋼、工具鋼、チタン合金、タングステン、ニッケル合金、銅合金など、さまざまな材料が使用できる。

Q:MIMの主な利点は何ですか?

A: 主な利点は、高精度、複雑な形状、高い生産速度、材料の無駄の削減、優れた機械的特性などである。

Q: MIMはどのような産業でよく使われていますか?

A: MIMは、自動車、医療機器、電子機器、航空宇宙、消費者製品、防衛、産業用途で使用されている。

Q: MIMで達成可能な典型的なサイズと公差は?

A: サイズは0.1mmから100mmまであり、公差は一般的に寸法の±0.3%前後、場合によっては±0.05%まで厳しい。

Q: 焼結プロセスはMIM部品にどのような影響を与えますか?

A: 焼結によってバインダーが除去され、金属が緻密化されるため、気孔が生じる可能性があるが、部品の機械的特性も大幅に向上する。

Q: MIMは少量生産に費用対効果がありますか?

A: いいえ、MIMは一般的に、初期工具とセットアップのコストが高いため、少量生産では費用対効果が高くありません。むしろ大量生産に向いています。

Q: MIMは高い表面仕上げの部品を製造できますか?

A: はい、MIMは優れた表面仕上げを実現できますが、用途によっては最適な結果を得るために二次的な仕上げ工程が必要になる場合があります。

Q: MIMで製造できる形状に制限はありますか?

A: MIMは非常に複雑な形状を作ることができるが、特定の部品サイズに限られており、非常に大きな部品には適さない場合がある。

Q:MIM部品のサプライヤーを選ぶ際に考慮すべきことは何ですか?

A: 材料に関する専門知識、生産能力、価格設定、地域的な立地、高品質のMIM部品を供給してきたサプライヤーの実績などの要素を考慮してください。

結論

金属射出成形は、複雑で高精度の金属部品を製造するための多くの利点を提供する汎用性と非常に効率的な製造プロセスです。自動車から航空宇宙まで、その用途は広大かつ多様であり、現代の製造業における貴重な技術となっています。MIMの材料の種類、仕様、および利点を理解することで、このプロセスが特定のニーズに適しているかどうかをよりよく評価することができます。

MIMをその精度、材料効率、複雑な形状の製造能力のいずれで検討しているかにかかわらず、この革新的なプロセスが多くのことを提供することは明らかです。技術と材料が進歩し続けるにつれて、金属射出成形の可能性はますます大きくなり、製造と設計の新たな可能性が開かれるでしょう。

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