MIMに関する本ブログシリーズの第4部である成形では、混練ペレットを金属粉末射出成形機に投入し、「グリーン体」を製造します。この部品は最終部品より約20%大きいものの、形状は同じです。この割合は使用する金属の種類に基づいており、金型完成前に把握されています。これにより金型を適切に製作でき、最終部品が正確な仕様を満たすことが可能になります。
ペレット化された原料を標準MIM機またはMulti-Slide MIM機に供給すると、加熱されて金型キャビティ内に射出されます。この高圧射出により「グリーン体」が形成されます。部品は速やかに冷却され、金型から取り出されます。成形段階で溶融するのはバインダーのみであり、生産性を高めるために金型には複数のキャビティを設けることができます。MIM不良の70%は金型に、さらに15%は成形に起因するため、これらの工程は欠陥のない適正な最終部品を得るうえで重要です。
成形機
金属粉末は、プラスチックおよびパラフィン系バインダーと、バインダー約40%、金属60%の比率で混合されます。この割合は、粉末粒径および必要な金型収縮率に応じて変動する場合があります。MIM部品は、成形直後の状態（グリーン状態）から焼結完了状態までに16-21%収縮することがあります。この比率は粉末充填率と呼ばれます。MIM材料を混合する一般的な方法は2つあり、遊星式ミキサーまたはチューブラー式ミキサーを使用します。これらのミキサーでは、室温または加熱下で材料を混合します。加熱する場合は、バインダーが溶融する温度まで材料を混合します。金属粉末がバインダーで均一に被覆されるまで混合を続けます。その後、混合物を冷却してペレット化します。どちらの混合方法もバッチプロセスであり、金属粉末がバインダーで均一に被覆されることを確保します。得られたペレット状の混合物は原料と呼ばれ、成形機で使用できる状態になります。
遊星式ミキサーはバッチプロセスを採用しており、処理速度が遅くなります。他の利用可能なミキサーと比べて混合の一貫性が低く、変動要因も多くなります。同じくバッチプロセスであるチューブラー式ミキサーは、OptiMIMが採用する推奨方式です。より高い処理能力を提供し、少ない変動要因で一貫した混合物を作製します。
混練
OptiMIMでは、一般的なサイクルタイムが毎分約2ショットの従来型MIM機を使用しています。大型部品、複数キャビティを持つ部品、および大量生産部品に最適です。従来型MIM機では、複雑な金型、長いランナーシステム、および機械と金型内での長い材料滞留時間が必要です。従来型MIM機用の一部の金型は、部品の複雑さによって寿命が短くなる場合があります。
本シリーズ第5部では、部品が「グリーン体」から「ブラウン体」へ変化する過程をご紹介します。次回のブログでは、MIMプロセスにおける脱脂工程に焦点を当てます。
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