금속 사출 성형(MIM)과 분말야금 비교

전 세계 제조업체들은 항상 더 높은 성능의 금속 부품을 생산할 방법을 모색하고 있습니다. 비용을 희생하지 않으면서 더 큰 설계 자유도를 원합니다. 기존 주조 방식이 더 이상 요구 사항을 충족하지 못할 때, 제조업체들은 제품 경쟁력을 높이기 위해 다른 성형 공정으로 전환하고 있습니다.

분말야금(PM)에 익숙하다면, 금형 내에서 금속 분말을 압축한 후 소결하여 부품을 성형한다는 것을 알고 계실 것입니다. 금속 사출 성형(MIM) 은 금속 입자를 사용하는 보완 공정이지만, 훨씬 더 미세한 입자를 사용하여 3차원 설계 자유도를 갖춘 고밀도 부품을 생산합니다.

금속 사출 성형의 차이점

재료

분말야금과 금속 사출 성형은 동일한 기본 분말을 사용하며, 두 공정 모두 맞춤형 합금을 사용할 수 있습니다. 그러나 재료 측면의 핵심 차이는 입자 크기입니다. PM에 사용되는 더 거친 분말은 널리 알려져 있으며 생산 비용도 저렴합니다. MIM 분말은 훨씬 더 작기 때문에 해당 크기 범위의 분말을 생산하는 공정과 에너지 비용이 더 많이 듭니다.

MIM과 PM 재료를 비교할 때 분말 금속의 비용은 주요 결정 요인입니다. MIM 분말은 더 미세하기 때문에 일반적으로 PM 분말보다 비쌉니다(-20 micron vs. +100 micron). 그러나 더 미세한 재료를 사용하므로 MIM은 기공을 현저히 줄입니다.

알고 계셨습니까?  PM은 압축 단계에서 전체 밀도를 확보하는 반면(밀도 85-92%), MIM의 밀도는 확산 결합인 소결 과정에서 형성됩니다. (밀도 95%+)

설계 자유도

엔지니어들은 두 공정 모두 금속 분말로 시작한다는 점 때문에 MIM과 기존 PM을 혼동하는 경우가 많습니다. PM은 고압 단축 압축에 의존합니다. PM은 금형 캐비티에서 쉽게 취출할 수 있는 단순 형상에 더 적합합니다. 이 부분이 MIM과의 차이점입니다. MIM은 기하학적 제약이 거의 없거나 전혀 없어 3차원 설계 자유도를 제공합니다.

 기타 MIM 부품의 설계 개선 사항은 다음과 같습니다:

• 부품 통합
• 균일한 벽 두께
• 중공화 및 질량 감소
• 홀 및 슬롯
• 언더컷
• 나사산
• 널링, 문자 및 로고

물리적 특성

MIM과 PM 공정은 유사해 보일 수 있지만, 주요 차이점은 완성 부품의 최종 특성, 특히 최종 밀도에서 나타납니다. PM 공정을 사용하면 분말과 금형 간 마찰로 인해 최종 부품의 특성이 균일하지 않은 반면, MIM 부품은 모든 방향에서 균일합니다.

또한 MIM의 소결은 PM보다 훨씬 높은 온도에서 이루어집니다(2350-2500F° vs. 1800-2000F°). 더 큰 PM 금속 분말과 낮은 소결 온도가 결합되면 최종 PM 부품의 물리적 특성이 본질적으로 낮아지므로, MIM 부품은 약 2배 더 높은 강도와 현저히 우수한 인성 및 피로 강도를 제공합니다. 

금속 사출 성형은 언제 적합한 선택일까요?

더 비싼 피드스톡과 금형으로 비용이 추가되지만, 다른 제조 공정으로는 생산할 수 없는 고밀도·고복잡도 부품에서는 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. PM은 단순 부품에 비용 효율적인 대안이 될 수 있지만, MIM은 2차 가공을 없앨 수 있는 부품 형상을 생산하여 상당한 비용 절감으로 이어질 수 있습니다.

많은 고객이 2개 이상의 하위 구성품을 하나의 단일 MIM 부품으로 통합할 때 상당한 비용 절감 효과를 확인합니다. 재료, 설계, 조립 및 물류 측면의 MIM 공정 이점을 고려하면 추가적인 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

OptiMIM - 선도적인 금속 사출 성형 제조업체

모든 프로젝트에서 당사는 더욱 일관된 부품을 더 효율적으로, 더 낮은 비용으로 제공하는 것을 목표로 합니다. OptiMIM의 목표는 가공과 같은 2차 공정에 수반되는 비용을 없애고, 처음부터 네트 셰이프를 구현하는 것입니다. 이에 따라 대량 생산에 더욱 효율적인 금형을 제작하고, 고비용 가공 및 2차 작업을 방지할 수 있도록 필요한 복잡성을 초기 단계에 최대한 반영합니다.