金属射出成形プロセス

金属射出成形プロセスは、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て、非常に複雑な幾何学的部品形状に費用効果の高いソリューションを提供します。

金属射出成形プロセスは、通常、最終部品を製造するための4つの固有の処理ステップ(配合、成形、脱バインダー、および焼結)として説明されます。

  1. 調合/原料

(English) Metal injection molding feedstock

金属射出成形(MIM)プロセスは調合、すなわち原料の準備プロセスから始まります。粒子サイズが20µ未満の微細な金属粉末は、熱可塑性プラスチックおよびワックスバインダーと正確な量でブレンドされます。金属粉末とバインダーの比率は、体積で約60:40です。ブレンドは特別な混合装置に入れられ、バインダーを溶かす温度加まで熱されます。金属粉末粒子がバインダーで均一にコーティングされるまで、その塊状物を機械的に混合します。塊は冷却され、その後、金属射出成形機で使用できる自由流動ペレット(原料)に造粒されます。

2 射出成形

Molding green part

射出成形は、プラスチック射出成形と同じ機器と技術で行われます。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、高圧下で金型キャビティに射出されます。成形部品(この段階では「グリーン部品」と呼ばれます)を冷却してから金型から取り出すプロセスが繰り返されます。 (金属粉末を残す為)バインダーだけが溶けるように、この全工程は約200℃で行います。高い生産レートを得るため、ツールは複数キャビティにすることができます。金型キャビティのサイズは、焼結中に発生する収縮を補正するため約20%大きくしています。収縮の変化は、材質ごとに正確に把握しています。

3.バインダーの除去(デバインディング)プロセス

3.バインダーの除去(デバインディング)プロセス

3.バインダーの除去(デバインディング)プロセス

Debinding

射出成形後、成形部品は、デバインディングまたはバインダー除去プロセスと呼ばれる次のステップに移動します。バインダーの除去プロセスは、成形されたMIMコンポーネントからバインダー材料を除去するプロセスです。このプロセスは通常いくつかのステップで行われ、焼結ステップの前に大部分が除去され、部品を焼結炉に入れるの作業に十分な量のバインダーだけが残ります。バインダーの除去は複数の方法で行うことができますが、最も一般的な方法は溶媒抽出です。バインダーを除去した後、部品は半多孔質になり、焼結プロセス中に残りのバインダーを簡単に逃がすことができます。

4.焼結プロセス–焼結部品

sinter

デバンイディングされた部品は、高温の雰囲気制御された焼結炉に入れられるセラミックセッターの上に置かれます。ブラウンパーツを保護雰囲気でゆっくりと加熱し、残りのバインダーを取り除きます。バインダーが蒸発後、金属部分は高温に加熱され、粒子が融合するときに粒子間の空隙がなくなります。成形品は設計寸法まで等方的に収縮し、緻密な固体に変形します。焼結部品の密度は通常、ほとんどの材料で理論値の97%を超えます。高い焼結部品密度により、鍛造材料と同様の製品特性が得られます。

5.仕上げ/二次プロセス

MIM Group parts

仕上げ/機械加工プロセスは、金属射出成形プロセスの一部ではありません。最終的な要件によっては、特定の仕上げ/機械加工作業を焼結部品に対して行います。物性を向上させるために、熱処理はどのような金属ででも行うことができます。この工程よりも正確な金属射出成形(MIM)公差を達成するため、あらゆるタイプの機械加工を行うことも可能です。材料密度が高いため、めっきとコーティングを簡単に行えます。溶接や冷間加工などの多くの機械的アセンブリ技術もうまく使用できます。