金属粉末射出成形 (MIM) と CNC 加工の違い、および MIM の応用 - ニュース

金属粉末射出成形 (MIM) と CNC 加工の違い

金属部品の製造には、MIM (金属射出成形) と CNC 機械加工という 2 つの一般的に使用される方法があります。医療、自動車、航空宇宙、エレクトロニクスなどの業界はすべて、これら 2 つの方法に依存しています。原理が異なり、応用も大きく異なります。製品を作る際に、適切なプロセスを選択することは非常に重要です。

MIM（金属射出成形）から始めましょう。簡単に言えば、プラスチック射出成形と粉末冶金を組み合わせたもので、特に小型で複雑な金属部品の製造に適しています。金属粉末をバインダーと混合して材料を形成し、それを金型に射出して成形するプロセスです。その後、結合剤が加熱によって除去され、最後に材料が焼結され、緻密な金属部品が得られます。ステンレス鋼、低合金鋼、工具鋼、チタン合金など、多くの材料を使用できます。{4}通常、粉末のサイズは 5 ～ 20 マイクロメートルで、原料中の金属含有量は約 65% ～ 72% ですが、これは主に、脆くなりすぎずに良好な成形を保証するためです。 MIM は通常、小型で複雑な部品や大量生産に使用されます。-

次に、ほとんどの人がよく知っている CNC 加工があります。コンピューター制御の機械を使用して材料を切断し、固体の材料を徐々に希望の形に成形します。-金属、プラスチック、木材に使用でき、高い精度と再現性を実現します。航空宇宙、自動車、医療などの要求の厳しい分野で広く使用されています。

2 つの最大の違いは、MIM が積層造形であり、材料が少しずつ積み上げられることです。 CNCは、材料を少しずつ削り出すサブトラクティブマニュファクチャリングです。それらはまったく逆のアプローチです。

費用も異なります。 MIM 金型は初期段階では高価ですが、特に CNC では太刀打ちできない複雑な部品の場合、体積が増えるにつれてユニットあたりのコストが下がります。 CNC はその逆です。単純な部品の少量バッチでは費用対効果が高くなりますが、部品が複雑になればなるほど、CNC にかかる時間と費用は増加し、大量の場合でもコストはあまり下がりません。-

設計変更はさらに複雑です。 MIM（機械製造）機械の構造を変更するには、基本的に金型の再設計が必要となり、コストと時間がかかります。- CNC (Computer Numerical Control) はプログラムを変更するだけで、自由に変更できるため、より柔軟になります。

MIM の利点には、無駄がほとんどなく、内部応力が低く、変形しにくいこと、単一の金型で大量の部品を製造できる迅速な生産立ち上げが挙げられます。{0}}しかし、欠点も明らかです。焼結は材料特性に影響を及ぼし、変形を引き起こす可能性があります。原料には貯蔵寿命があります。また、CNC 加工ほど材料の選択範囲が広くないため、小型部品の小ロットから中ロットの生産にのみ適しています。

CNC 加工の利点は、高精度、柔軟な材料選択、迅速な小ロット生産、簡単な修正です。{0}}欠点は、廃棄物の増加、複雑な部品のコストの増加、大量生産のための追加の機械の必要性、時間の経過とともに変形を引き起こす可能性がある切断中の内部応力です。-

材料に関しては、MIM ではステンレス鋼、工具鋼、チタン、コバルト-クロム、高温合金、炭素鋼、ニッケル合金、タングステン合金を主に粉末状で使用できます。{{1} CNCはさらに汎用性が高く、アルミニウム、チタン、銅、ステンレス鋼、合金鋼など、ほぼすべての材料を使用でき、固体材料を直接使用できます。

MIM (機械製造) を選択するのはどのような場合ですか?体積が大きく、部品が小さく（できれば 40 グラム未満、100 グラムを超えない）、構造が複雑で、公差要件が限界に達しておらず、設計は変更されず、材料を節約し、二次加工を最小限に抑えたい場合。

CNC を選択するのはどのような場合ですか?少量のバッチ、非常に高い精度、大型部品、高応力、特殊な材料、頻繁な設計変更、そして非常に安定したパフォーマンス。

MIMの品質管理も非常に重要です。原材料とバインダーは工場に入るときに検査する必要があります。成形後は、成形体のサイズを測定し、密度や性能をチェックする必要があります。焼結後は、サイズ、公差、表面、性能もチェックする必要があります。統計的プロセス管理を使用して監視し、スクラップを削減します。

一般に、MIM は複雑で大量かつ安価なアプリケーションに適しています。- CNC は高精度、柔軟性、幅広い材料に適しています。唯一の最善の選択肢はありません。選択は、部品のサイズ、構造、体積、精度要件、予算によって異なります。適切なオプションを選択することが最もコスト効率が高くなります。-

粉末射出成形は様々な分野で実用化されています

シリアルナンバー	応用分野	粉末射出成形品
1	電子通信	SIM カードスロット、バイブレーター、ディスクドライブコンポーネント、ケーブルコネクタ、電子管ハウジング、コンピュータープリントヘッド、電子パッケージ、ヒートシンク材料
2	自動車産業	点火制御ロック部品、ターボチャージャーローター、バルブガイド部品、自動車ブレーキシステム部品、自動車サンシェード部品
3	医療機器	歯科矯正用ブラケット、内部縫合針、生検鉗子、放射線シールド
4	日常使用用のミスターティクル	時計ケース、時計ストラップ、時計のバックル、ゴルフクラブのヘッドとティー、スポーツシューズのバックル、スポーツ用銃器の部品、書類綴じパンチ、小さな眼鏡の部品、安全ロック、理髪はさみ。
5	機械産業	不定形フライス、切削工具、マイクロギアおよび小型機械部品、繊維機械シャトル
6	武器と装備	地雷ローター、銃の引き金、装甲{0}}貫通発射体コア、フロントサイトベース、クラスターアローダーツ
7	航空宇宙	航空機の翼ヒンジ、ロケットノズル、ミサイル尾翼、セラミックタービンブレードコア