Skip to content
新しいウェブサイトへようこそ。最新機能と改善されたデザインをご覧ください。精度はそのままに、さらに向上した体験を提供します。
記事

金属粉末射出成形と粉末冶金の比較

1 min

世界中のメーカーは、より高性能な金属部品の製造を常に追求しています。コストを犠牲にすることなく、より大きな設計自由度を求めています。従来の鋳造方法では要件を満たせなくなった場合、メーカーは製品をさらに進化させるため、他の成形プロセスに目を向けています。

粉末冶金(PM)をご存じであれば、金属粉末を金型内で圧縮成形し、その後焼結して部品を製造することをご存じでしょう。金属粉末射出成形(MIM) は、金属粒子を使用する補完的なプロセスです。ただし、はるかに微細な粉末を使用し、三次元的な設計自由度を備えた高密度部品を製造します。

金属粉末射出成形の違い

材料

粉末冶金と金属粉末射出成形は同じ基礎粉末を使用し、どちらのプロセスでもカスタム合金を使用できますが、材料における主な違いは粒子径です。PMで使用される粗い粉末は広く知られており、製造コストも低くなります。MIM用粉末ははるかに微細であるため、その粒子径の粉末を製造するプロセスとエネルギーにはより高いコストがかかります。

MIMとPMの材料を比較する際、金属粉末のコストは重要な要因です。MIM用粉末はPM用粉末よりも微細であるため、通常はより高価です(-20 micron 対 +100 micron)。ただし、材料がより微細であるため、MIMでは気孔率が大幅に低減されます。

ご存じですか?  PMでは圧粉工程で最終密度が決まり(密度85-92%)、MIMでは拡散結合である焼結によって密度が得られます。(密度95%+)

設計自由度

エンジニアは、MIMと従来のPMがいずれも金属粉末から始まるため、両者を混同することがあります。PMは高圧一軸圧縮に依存しています。PMは、金型キャビティから容易に取り出せる単純な形状により適しています。ここがMIMとの違いです。MIMでは、三次元的な設計自由度を可能にするため、形状上の制約は、あったとしてもごくわずかです。

 MIM部品のその他の設計改善には、以下が含まれます。

  • 部品の一体化
  • 均一な肉厚
  • 中空化および軽量化
  • 穴およびスロット
  • アンダーカット
  • ねじ
  • ローレット、文字、ロゴ
 金属粉末射出成形

粉末冶金

粉末粒子径2-15pm50-100pm
相対密度>95-99%92%(最大)
肉厚0.30 -10mm2-20mm
部品の複雑さ高中
重量0.01-200g1-1,000g
寸法公差0.3-0.5%0.1-2.0%

物理特性

MIMとPMのプロセスは似ているように見えるかもしれませんが、大きな違いは完成部品の最終特性、主に最終密度にあります。PMプロセスでは、粉末と金型の摩擦により完成部品が不均一になりますが、MIM部品は全方向で均一です。

さらに、MIMの焼結はPMよりもはるかに高い温度で行われます(2350-2500F° 対 1800-2000F°)。より大きなPM金属粉末と低い焼結温度の組み合わせにより、最終的なPM部品の物理特性は本質的に低くなります。そのため、MIM部品は約2倍の強度を備え、靭性と疲労強度も大幅に優れています。 

 金属粉末射出成形粉末冶金

伸び

高低

硬度

高低

表面仕上げ

高中

生産量

高高

材料の選択肢

高高

コスト

中低

金属粉末射出成形が適した選択となるのはどのような場合ですか?


より高価なフィードストックと金型にコストはかかりますが、他の製造プロセスでは製造できない高密度かつ高複雑度の部品においてコスト削減を実現できます。PMは単純な部品では費用対効果の高い代替手段となり得ますが、MIMでは後工程を不要にする部品形状を製造でき、大幅なコスト削減につながる可能性があります。

多くのお客様は、2つ以上のサブコンポーネントを単一のMIM部品に統合することで、大幅なコスト削減を実現しています。材料、設計、組立、物流に関するMIMプロセスの利点を考慮することで、さらなるコスト削減も可能です。

OptiMIM - 金属粉末射出成形の主要メーカー

すべてのプロジェクトにおいて、より一貫性の高い部品を、より効率的に、より低コストで提供することを目指しています。OptiMIurでは、初回からネットシェイプを実現することで、機械加工などの後工程に伴うコストをなくすことを目標としています。そのため、大量生産により効率的な金型を製作し、高価な機械加工や後工程を回避するため、必要な複雑さを可能な限り設計の初期段階で組み込みます。

関連リソース
MIM材料で課題を解決する方法
OptiMIMの専門家が、材料流動に関する懸念から最終部品の特性まで、MIMプロジェクトでよくある課題を特定・解決する方法を解説します。材料選定、フィードストックの調整、強度・密度・耐久性の向上、設計の自由度拡大、サプライチェーン短縮に役立つ実践的な知見をご紹介します。無料ウェビナーで、詳細をご確認ください。
ウェビナーを見る
MIMシリーズ 第5部:脱脂
MIMにおける重要な脱脂工程について解説します。成形体からバインダーを除去することが、焼結工程での確実な緻密化と寸法精度の確保にどのようにつながるのかをご紹介します。脱脂の役割を理解し、焼結を成功に導くための重要な工程をご確認ください。本記事では、脱脂工程の意義と目的をより詳しくご確認いただけます。
Read the Article
MIMに適した部品の条件
複雑性、サイズ、材料要件、必要生産量など、金属粉末射出成形(MIM)に最適な候補となる部品特性を把握し、プロジェクトにおけるROIと製造効率を最大化するための判断基準を示し、部品設計、品質、コスト、量産性の観点から、最適な製造プロセスの選定に役立つ要点を実務に即して分かりやすく詳細にご確認いただけます。
Read the Article

MIMプロジェクトの開始をご検討ですか?

当社のエンジニアがご質問にお答えし、革新的なロストワックス鋳造技術が次のプロジェクトとその先をどのように変革できるかをご説明します。

お問い合わせ