金属射出成形により、複雑な部品の製造を簡素化できます

2020 年 9 月 4 日 ナンシー・クロッティ著

MIM プロセスは、プラスチック射出成形の設計の柔軟性と鍛造金属の強度と完全性を組み合わせます。

ディーパック・ガーグ、インド-MIM

(画像提供：Indo-MIM)

医療機器メーカーは、マルテンサイト系、オーステナイト系、析出硬化型のステンレス鋼、チタン、ニッケルフリー合金などの難削材を使用し、実験を行って、よりスマートで軽量、より複雑な製品を設計、開発しています。

低侵襲手術用のディセクター、コンチョトーム、ナイフ、メス、スプレッダーなどの器具は軽量化され、動きの自由度が向上していますが、その一方で、より複雑になっています。

金属射出成形 (MIM) は、複雑な医療機器部品の製造の課題に対応します。 ネットシェーピング MIM テクノロジーは、複雑な表面の詳細やカスタム テクスチャを備えた非常に複雑なコンポーネントを製造する独特の能力を備えています。

MIM プロセスでは、強度、摩耗、腐食の用途に適した肌焼き焼き戻し鋼、工具鋼、ステンレス鋼、磁性材料、タングステン、チタン合金などの既製の材料ソリューションを使用して部品を製造できます。

金属射出成形は、複数の材料を使用した部品の製造、特定の特性を達成するための材料粉末からの原料の開発、勾配気孔率などの革新的なソリューションを提供できます。

一部の MIM アプリケーションには、他の材料よりも適した材料が異なります。 (画像提供：Indo-MIM)

強度、耐摩耗性、耐食性を考慮した難削合金の大量生産に最適です。 金型の寿命が長いため、品質を維持しながら数十万個の部品を再生産できます。 部品価格に比べて大幅なコスト削減が可能で、部品点数の削減に役立ち、設計の複雑または複数の機能を 1 つの部品に組み込むことができるため、組み立て時間を短縮できます。

MIM プロセスは、次の 4 つの固有の処理ステップで構成されます。

MIM プロセスは、配合とも呼ばれる原料の準備から始まります。 超微粒子金属粉末を熱可塑性樹脂およびワックスバインダーと正確な量でブレンドします。 ブレンドを混合し、加熱してバインダーを溶かします。 塊は冷却され、次に造粒されて、成形用の自由流動性ペレット (原料) になります。

ペレット化された原料は射出成形機に供給され、そこで加熱され、バインダーが溶けた後、原料が高圧下で金型キャビティに射出されます。 成形された部品 (「グリーン部品」) は冷却されてから金型から取り出されます。 グリーン パーツは最終パーツより約 20% 大きく、焼結中に発生する収縮を補償するために正確に計算されています。

脱バインダーまたはバインダーの除去中に、溶媒抽出によりバインダーの大部分が除去されます。 この部品 (現在は「茶色の部品」と呼ばれています) は半多孔質になっており、焼結中に残りの結合剤が容易に逃げることができます。

部品は雰囲気制御された焼結炉に装填され、ゆっくりと加熱されて残りの結合剤が除去されます。 バインダーが蒸発すると、金属部品がより高い温度に加熱され、金属粒子が融合します。 パーツは設計寸法まで等方的に収縮し、緻密なソリッドに変化します。 焼結部品は、鍛造材料の 97% 以上の密度を達成します。

顧客の要求に基づいて、焼結部品にコイニング、機械加工、熱処理、表面仕上げ、メッキ、コーティングなどの特定の作業が適用される場合があります。

MIM 金型は最大 500,000 回のショットに耐えることができ、再現性の高い寸法精度で部品を製造できます。 従来の製造プロセスと比較して大幅なコスト削減が実現し、MIM は複数の部品のアセンブリを 1 つの単一コンポーネントで置き換えることができるため、組み立てプロセスを削減できます。

Deepak Garg は、Indo-MIM のビジネス開発のシニア マネージャーです。 彼はエンジニアリング技術と経営管理の修士号を取得しており、機械部品の製造、締結と設置、材料、表面処理、金属/セラミック射出成形の分野で 20 年以上の経験があります。