金属射出成形に適した設計

金属射出成形（MIM）は、現在の製造における多くの課題に対応する技術です。OptiMIMは射出成形プロセスを活用し、優れた密度、強度、耐食性が要求される高性能用途に最適なネットシェイプ部品を製造します。これらの部品は、機械的特性および物理的特性において、一貫して業界標準を上回ります。金属射出成形に適した設計には、プロジェクトの成功を確実にするため、複数の要因を慎重に検討する必要があります。受賞歴のある当社部品に組み込まれている特有の要素について、引き続きご覧ください。

金属射出成形の設計 - 成形変数

金属射出成形に適した設計には、さまざまな要因を慎重に検討する必要があります。金型は2プレート型または3プレート型にすることができます。部品を設計する際は、ゲートやゲート位置など、細部および機能の配置を決定することが重要です。部品形状によっては、単一ゲートまたは複数ゲートが必要になる場合があります。

パーティングライン

パーティングラインおよびパーティングライン痕も重要な検討事項です。すべての部品には、成形プロセスに関連するパーティングラインがあります。ただし、用途を考慮し、パーティングラインの位置が部品の形状、適合性、または機能にどのような影響を与えるかを理解することが重要です。理想的には、パーティングラインは機能面に配置すべきではありません。

エジェクタマーク

もう一つの重要な検討事項は、エジェクタマークです。すべての部品は金型から取り出す必要があるため、部品の機能との関係でエジェクタの位置を慎重に評価する必要があります。特定のケースでは、スリーブエジェクションを使用してエジェクタマークを最小化または除去できます。

薄肉形状と肉厚

検討すべき追加要因には、特に肉厚が0.020 inches以下の薄肉形状が含まれます。薄肉形状を金型に射出する際、離型プロセスが適切に行われない場合は破損のリスクがあります。当社のエンジニアはこれらの要因を慎重に評価し、新規プログラムの開発前にお客様と協力します。

成形変数の全リストについては、OptiMIMの MIM設計ウェビナーをダウンロードしてください。

金属射出成形の設計上の考慮事項

成形変数を検討した後、金属射出成形の設計上の考慮事項を検討します。MIMプロセスは複雑であるため、各段階で対応すべき設計要素が数多くあります。

ドラッグ効果

ドラッグ効果とは、MIMプロセスに固有の現象で、部品が焼結炉に入れられたセッター板上で収縮することです。MIM 101ウェビナーで説明したとおり、MIM部品は平均して約20 percent収縮することをご留意ください。具体的な収縮率は材料グレードによって異なり、当社のエンジニアリングチームは収縮を考慮して部品を設計します。

たわみ効果

焼結プロセス中に発生する2つ目の現象は、たわみ効果です。焼結中、部品は比較的軟らかくなり、重力により片持ち形状や支持のない形状は流れたりたわんだりする傾向があります。たわみ効果を考慮した設計では、重力の影響を相殺する設計を行います。支持のない形状を維持するため、個別ブロックとなる特殊な支持体またはセラミックを追加したり、カスタム機械加工したセラミックを使用したりできます。

追加コストを発生させることなくこの目標に対応できるよう、お客様と協力して設計を変更することも選択肢の一つです。部品にガセットなどの形状を追加します。これも、用途における形状、適合性、または機能に影響しない限り理想的です。

抜き勾配

金属射出成形の設計特性は、プラスチック射出成形と非常によく似ています。ただし、主な例外の一つは抜き勾配の要件です。金属射出成形では、ほとんどの場合、抜き勾配はまったく必要ありません。必要となることはまれです。

抜き勾配が必要になる可能性があるのは、薄肉部や長いコアピンなど、アスペクト比の高い形状があり、金型を抜く必要がある場合のみです。追加の逃げを確保するために0.5度の抜き勾配を設けることがありますが、通常は抜き勾配を必要としません。その理由は、フィードストックに含まれるパラフィンワックスが離型剤として機能するためであり、これによりほとんどの場合、金型内にストレート穴を設けることができます。成形段階で生じる収縮は非常に小さいため、抜き勾配を必要としません。

肉厚

金属射出成形でプラスチック射出成形と非常によく似ているもう一つの点は、均一な肉厚です。理想的なMIM部品は全体で同程度の肉厚を持ち、収縮のばらつきを制御できます。

アンダーカット

OptiMIMでは、アンダーカットを成形プロセスに直接組み込める金型機構である可動コアを用いて部品を設計し、二次加工の必要性とコストを削減します。アンダーカットは他の製造方法では非現実的または困難であることが多いですが、金属射出成形では実現可能です。アンダーカットを考慮した設計を行う前に、当社のエンジニアリングチームにご相談いただくことを強くお勧めします。

金属射出成形プロセスにおける金型および設計変数の詳細については、無料ウェビナーをダウンロードしてください。上記のトピックをより詳しく説明し、以下の内容も取り上げます。

• ローレット加工
• カスタムフィードストック
• ゲート設計
• 二次加工
• 機能または組立上の問題の解決
• その他 

OptiMIMは、医療、防衛、自動車、民生用電子機器など、世界で最も厳しい要求を持つ多くのメーカーと協業しています。生産量にかかわらず、より優れた製品をより一貫して生み出すために必要な品質と性能を当社が提供することを、お客様は理解しています。初期設計段階から本格量産まで、経験豊富な当社エンジニアチームが事業の前進を支援します。ぜひ今すぐお問い合わせください。