MIM部品はどこまで大型化できますか？

部品が金属粉末射出成形プロセスに適しているかを判断する際、部品サイズは最初に確認すべき要因の一つです。「MIMでどの程度大きな部品を製造できますか？」というご質問をよくいただきます。簡潔にお答えすると、ほとんどの場合は160グラム未満です。ただし、部品サイズがMIMのコストと効率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。

部品サイズに関する金型の制約

部品サイズはMIMプロセス自体によって制限されるのではなく、主に金型のサイズ能力によって制約されます。金型の大きさは変わらないため、部品が大きくなるほど金型内で占める面積も大きくなります。例えば、金型またはツールを1枚の紙に例えると、金型内に6個または8個のキャビティを配置できる場合と比べ、2個のキャビティしか配置できない場合、特に部品サイズが大きくなるほど、100,000個の部品を製造するにははるかに長い時間がかかります。これは小型のMIM部品ほど効率的ではありません。

部品の複雑性

部品の複雑性は、コスト効率と生産効率を確保するために、量産でどのプロセスを採用すべきかを左右します。そのため、当社の最適な対象は160グラム以下ですが、より大型かつ複雑な部品で、通常は機械加工を必要とする場合には、MIMによって経済的なコスト削減を実現できる可能性があります。MIMプロセスを最大限に活用するため、当社のエンジニアは製造性を考慮した設計（DFM）をベストプラクティスの一つとして採用し、部品コストの最大80%を占めることもある高価な二次加工が不要となるようにしています。

MIM向け設計のヒントについては、MIM設計ガイドをダウンロードしてください。

MIM材料による効率化

カスタム仕様にも対応可能なMIMフィードストックは、一般的な再生アルミニウムよりも本質的に高価です。そのため、材料コストがMIMの採用判断に影響することは当然です。OptiMIMでは、部品重量を最適化し、部品の製造に必要な最小限の材料のみを使用するよう設計しています。MIMプロセスでは、材料を追加せずに部品の複雑性を高めることができます。一方、より大型の部品を機械加工する場合、多くのスクラップや廃棄物が発生することがあります。

部品が160グラムを超え、設計が複雑で、かつ経済性が良好であれば、MIMは他の鋳造プロセスに代わる費用対効果の高い選択肢となる可能性があります。

MIMでは、アリ溝、スロット、アンダーカット、フィン、内ねじ・外ねじ、複雑な曲面などの精密な形状を実現できます。また、MIMは、他の多くの鋳造技術よりも長さ対直径比が大きく、独自の形状を持つ円筒形部品も製造できます。MIMの能力について詳しくは、お客様のプロジェクト要件をより詳細に検討するため、当社のエンジニアリングチームまでお問い合わせください。

焼結および脱脂に関連する部品サイズ

成形に次いで、焼結炉および脱脂炉では、結合材を適切かつ正確な速度で除去できるよう、各バッチの部品装入量に関する厳格なガイドラインが定められています。部品が大きく厚くなるほど、一度に炉へ投入できる部品数は少なくなり、焼結と脱脂に要する時間も長くなります。時間はコストに直結するため、サイクルタイムが短いほど費用対効果が高く、通常は質量（部品体積）が小さいほどプロセスのコストと時間も少なくなります。当社のエンジニアリングチームは、生産性を大幅に向上させるための設計変更を支援できます。薄肉化と必要な箇所にのみ材料を使用することで、部品をMIMプロセスに最適化できます。

MIMは、そうでなければ高価な二次加工を必要とする小型で複雑な部品に対し、低コストのソリューションを提供します。このプロセスはニッチに見えるかもしれませんが、民生用電子機器、医療、自動車、金物、銃器、通信など、ほぼすべての業界で幅広く活用されています。

ご存じでしたか？

従来の金属加工プロセスに制約されると、部品設計が制限される場合があります。しかしMIMでは、設計エンジニアは機能と強度に必要な箇所にのみ材料を配置して部品を設計できます。その結果、材料使用量が少なく、機械加工を必要としない複雑な形状が実現します。MIMプロセスを最大限に活用するため、当社のエンジニアリングチームにご相談ください。部品設計について検討し、製造性を考慮した設計や、以下を含むその他の設計基準に関する知見をご提供します。

• 焼結用サポート
• 抜き勾配：適用箇所とタイミング
• コーナーブレークとフィレット
• 穴とスロット
• 外部および内部アンダーカット
• ねじ
• リブとウェブ
• ローレット、文字、ロゴ
• ゲート：種類と位置
• ヒケとウェルドライン
• 最小・最大肉厚
• バリと痕跡線
• 交換可能な金型インサート

MIMが提供する設計・コストソリューション

MIMプロセスは、他の金属加工プロセスと比較して、多数の用途に低コストのソリューションを提供します。部品サイズが必ずしもMIMプロセスを左右するわけではありませんが、確実に考慮すべき要素です。高い強度要件を持ち、大量生産が必要な小型で複雑な部品であれば、お客様のプロジェクトはMIMが提供する設計の自由度とコストソリューションの恩恵を受けられる可能性があります。詳しく知りたい場合は、当社の設計エンジニアにお問い合わせください。お客様のプロジェクトに即して、MIMプロセスとその利点をより具体的にご説明します。