設計の自由度を高めるための材料のカスタマイズ

メーカーの期待はかつてないほど高まっています。顧客は、より優れた強度と密度、より耐久性のある製品、自分だけに合わせたユニークなものを求める消費者にサービスを提供しています。金属射出成形(MIM)ビジネスは、どのように時代に遅れずについていっているのでしょうか?

メーカーが過去に直面していた設計の自由度は、どのように解決されているのでしょうか。それはすべて、MIM プロセスのまさに基盤である原料に要約されます。OptiMIMは、最高水準の性能を発揮するパーソナライズされたコンポーネントを作成するために、適切な材料ブレンドで製造することを目指しています。 

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原料とは何ですか?

さて、原料とは正確には何ですか?その根底にあるのは、粉末冶金とプラスチック射出成形のハイブリッド技術です。ほこりにほとんど似ている微細な球状の金属粉末を、プラスチックとパラフィンワックス、または「バインダー」システムと呼んでいるものに混合します。バインダーシステムの目的は、金属粉末が乗り心地に合わせてパーツの形状を形成させることです。

最終原料は、体積で約40%のバインダーと60%の金属で、粉末粒子のサイズは10〜25ミクロンの範囲です。ミクロンは100万分の1メートルに相当し、それを大局的に見ると、40ミクロンは人間の目に見える最小の粒子です。平均的な人間の髪の毛の幅は100ミクロンであることをご存知ですか?3つの材料をすべて混合し、独自の混合システムから押し出し、ペレット化します。

次に、ペレットは射出成形機に供給され、部品の第1段階である「グリーンパーツ」に成形されます。他の多くのプロセスが下流で最終的なネットシェイプ部品を生成しますが、原料は下部構造です。

原料プロセス制御

カスタム配合合金は、プロセスに複雑さの層を追加します。サプライヤーにとって、機械的性能と特性の最適な一貫性を確保するためには、健全で均一で再現性のある原料の混合物を持つことが重要です。冶金学者の知識と専門性は、原料に複数の材料を組み込む際に、非常に厳格な管理を行いながら、正確でなければなりません。部品間だけでなく、バッチ間でも一貫した寸法管理が必要です。これにより、OptiMIMは、焼結段階で毎回、コンポーネントの予測可能で再現性のある収縮を実現できるのです。

一貫した寸法管理に重点を置くことで、他のプロセスに関連する従来の制約なしに、設計のパフォーマンスを完全に最適化するために必要な時間と投資を費やすことができます。

を設計する自由

は最も重要です。MIM原料のカスタマイズにより、他の方法では提供できない技術や最終部品の設計が可能になります。 単に部品に合う材料を選ぶのではなく、最適なパフォーマンスを得るためには、完璧なフュージョンを作成する必要があります。

カスタムマテリアルオプションの詳細については、ブログ「Material Options: How does MIM compare?」をご覧ください。

OptiMIMは、独自の原料を製造できるため、多くの複雑な設計問題を解決します。プラスチック射出成形と粉末冶金の組み合わせにより、設計エンジニアは、ステンレス鋼、ニッケル鉄、銅、チタン、およびその他の金属を成形しようとする従来の制約から自由になります。また、他のサプライヤーとは異なり、エンジニアはプロジェクトのパフォーマンス要件を妥協する既製の金属に縛られることはありません。

どのプロセスでも間違った材料を使用すると、部品の性能に影響を与える可能性があります。そのため、特定の材料特性をより厳密に微調整して選択することで、部品性能が向上します。金属、ワックス、プラスチックポリマーの独自の組み合わせと、その他のプロセス制御により、他の形態の金属射出と比較して、より厳しい公差、高密度、滑らかな仕上げを実現しながら、正確で複雑な部品を大量に生産することができます。OptiMIMは、原料開発のすべての変数と生産プロセスを制御するため、部品間およびバッチ間からより高い許容範囲制御をより高い能力で提供します。この垂直統合により、MIM業界で独自の優位性が得られます。

パフォーマンスを考慮した部品の設計

設計エンジニアは、MIMプロセスを白紙の状態と見なすことができます。MIMは、機能と強度に必要な場所にのみ材料を配置することで、コンポーネントの形状を構築します。複数のコンポーネントを 1 つの MIM コンポーネントに組み合わせることができ、結果として得られるジオメトリは、複数のパーツを組み立てるよりも強度が高く、費用対効果が高く、通常は元の設計意図により近くなります。コンポーネントを統合することで、リスクが軽減され、部品が故障する可能性が低くなります。

すべての機能がツーリングに組み込まれているため、部品の複雑さによってコストが上昇することはありません。プレス成形部品のバリ取りや面取りなどの従来の設計方法は、複雑さを増すと部品価格が高くなることがよくあります。

MIMは、複雑さ、精度、量、性能の交差点で圧倒的な存在感を示しており、すべてはカスタム調合の原料から始まります。選択する材料は、コンポーネントがどれほど複雑であっても、高性能な部品を提供する必要があります。

詳細については、無料のホワイトペーパー「The MIM Performance Dividend」をダウンロードしてください。