金属粉末射出成形と粉末冶金の比較

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

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。