金属粉末射出成形（MIM）は、微細な金属粉末とポリマーバインダーを混合してフィードストックを形成し、それを射出成形してグリーン部品にした後、脱脂および焼結して高密度の金属部品にするネットシェイププロセスです。一般的なMIM部品の重量は約100g以下で、焼結ままの公差は約±0.3%を保持し、理論密度の97%以上に達します。

MIM用語集：主要な用語と定義

金属粉末射出成形（MIM）

微細な金属粉末とポリマーバインダーを混合してフィードストックを形成し、そのフィードストックを射出成形して成形されたグリーン部品にした後、脱脂および焼結して高密度の金属部品にする製造プロセス。MIMは小型で複雑な大量生産部品に適しており、通常は約100g以下です。

フィードストック

射出成形機に供給される、微細な金属粉末（通常1～20µm）と熱可塑性バインダーシステムの均質な顆粒状混合物。フィードストックは通常、体積で約60%の金属を含みます。

バインダー

フィードストックのポリマーおよびワックス成分で、成形時に流動性を与え、除去されるまで粉末を結合させます。一般的なバインダーシステムは、ワックス-ポリマー系、触媒系、またはPEG系です。

グリーン部品

射出後の成形ままの部品で、バインダーによって結合された金属粉末からなります。焼結時に部品が収縮するため、最終部品に対して寸法が大きくなっています。

ブラウン部品

脱脂後の部品で、バインダーの大部分が除去されていますが、焼結前に形状を安定に保つための少量の骨格（約2～3%）が残っています。

脱脂

熱、溶剤、または触媒反応によってグリーン部品からバインダーを除去するプロセス。部分脱脂により、焼結前にまだ取り扱い可能なブラウン部品が残ります。

焼結

ブラウン部品を制御された雰囲気中で1200～1400°C（合金により異なる）に加熱し、金属粒子を結合させて高密度化し、固体部品にする工程。MIM部品は焼結中に線収縮でおよそ15～20%等方的に収縮します。

焼結密度

合金の理論密度に対する完成部品の密度。適切に管理されたMIMは通常、理論密度の97%以上に達し、熱間等方加圧処理によりさらに高くなります。

収縮

焼結中に発生する均一な寸法収縮。MIMの収縮は等方的であるため、金型は材料固有の予測可能な係数で大きめに設計されます。

ニアネットシェイプ

最終寸法に近い部品を製造し、機械加工がほとんどまたはまったく不要にすること。焼結ベースのMIMはニアネットシェイププロセスです。

金型（モールド）

CNCおよび放電加工で加工された硬化鋼の金型で、フィードストックが射出されます。金型費用は固定費であり、生産量に応じて償却されます。

キャビティ

金型内部の部品を成形する形状の空洞。1つの金型に複数のキャビティを設けて、1回の成形サイクルで複数の部品を生産できます。

ゲート

フィードストックが金型キャビティに入る小さな流路。成形後に切り取られます。

スプルー

溶融フィードストックを機械のノズルからランナーおよびゲートへ運ぶ主供給流路。

公差

部品の許容寸法変動。一般的なMIMの焼結まま公差は±0.3%で、それより厳しい公差は後加工で達成できます。

316Lステンレス鋼

耐食性によりMIMで広く使用される低炭素オーステナイト系ステンレス鋼で、医療、海洋、消費者向け部品に一般的です。

17-4PHステンレス鋼

熱処理後に高い強度と硬度が要求されるMIMで使用される析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼。

軟磁性合金

Fe-Si、Fe-Ni（パーマロイ）、Fe-Coなど、容易に磁化および消磁される合金。MIMはモーター、センサー、インダクタ用の複雑な軟磁性部品を製造します。

超硬合金（WC-Co）

炭化タングステン粒子をコバルトで結合した硬質で耐摩耗性のサーメット。超硬MIM部品はノズル、切削工具、耐摩耗部品に使用されます。

熱間等方加圧処理（HIP）

高温と等方ガス圧を加えて残留気孔を閉じ、密度を100%に近づけ、疲労寿命を改善する焼結後処理。

抜き勾配

成形部品をきれいに離型させるための金型垂直壁のわずかなテーパー。

肉厚

部品壁の断面厚さ。約1～5mmの均一な肉厚が最も安定して成形および焼結されます。

後加工

焼結後に機能を追加したり、焼結ままの能力より厳しい公差を保持したりするために行われる切削、研削、穴あけなどの加工。

焼結雰囲気

焼結中に炉内で制御されたガスで、多くの場合水素、窒素、または真空。酸化を防ぎ、部品の炭素含有量を制御します。

バーンアウト

ポリマーバインダーが熱分解されて除去される、脱脂の初期低温段階。

粉末充填率

フィードストック中の金属粉末の体積分率で、多くの場合約60%。収縮と欠陥率に大きく影響します。

焼結まま

後加工の前の、焼結直後のMIM部品の状態。

よくある質問

金属粉末射出成形の主な利点は何ですか？

MIMは小型で複雑な金属部品の大量生産において設計の自由度とニアネットシェイプを実現し、機械加工コストと材料の無駄を削減します。

MIMで処理できる材料は何ですか？

一般的なMIM材料には、316Lおよび17-4PHステンレス鋼、低合金鋼、チタン合金、銅、超硬合金（WC-Co）、軟磁性合金などがあります。

MIMはどの程度の公差を保持できますか？

一般的なMIMの焼結まま公差は±0.3%です。焼結後の後加工により、より厳しい公差を達成できます。

MIMに適した部品サイズは？

MIMは小型で複雑な部品に最適で、一般的に約100g以下、中～大量生産に適しています。