MIM精密機械部品 | 金属粉末射出成形エンジニアリング部品

機械部品におけるMIMの優位性

設計自由度 × エンジニアリング合金

機械工学向け材料ポートフォリオ

代表的MIM機械工学部品

ギア・動力伝達部品

平ギア、ヘリカルギア、ベベルギア、ウォームギア、セクターギア、スプラインシャフト

MIMは中小型ギア（モジュール0.3–1.5）に最適適合。ギア全体 — 歯形、ボア、ハブ、端面形状 — を一回のショットで成形。浸炭焼入8620は展伸ギア鋼に匹敵する歯面硬度を達成。精密用途では焼結後ホーニングまたはギア転造によりAGMA等級10を達成します。

カム・アクチュエータ

カムローブ、インデクサーカム、アクチュエータドラム、バルブステム

4軸CNCやEDMが必要な複雑カムプロファイルがMIMでは標準的。成形まま表面粗さ（Ra 0.8–1.6µm）が焼結後に直接滑らかな摺動面を提供。焼入440Cまたは浸炭焼入8620が循環カム-フォロア接触に必要な表面耐久性を実現します。

レバー・リンケージ

トグルレバー、ベルクランク、コネクティングロッド、シフトフォーク、アクチュエータアーム

MIMは多部品リンケージの単一部品統合に卓越します。軸受ボア、スプリング保持フック、クレビスピン穴を一体化したレバー — 従来は3–4部品のアセンブリ — が1つのMIM部品になります。軽量化ポケットと補強リブは追加コストゼロで成形。

ピボット・ロック機構

ロック爪、ラチェット、デテントレバー、ラッチ部品、ヒンジ機構

方向性歯形、非対称デテントランプ、スプリング式係合面 — すべてMIMで成形可能。成形ラチェット歯の精度により、鋳造やプレス爪に通常必要な後加工と手嵌合が不要です。

シャフト・スピンドル

段付きシャフト、スプラインスピンドル、カムシャフト、偏心シャフト

スプライン、軸受ジャーナル、ネジ端部、サークリップ溝などの一体形状を持つ小径シャフトをMIMでネットシェイプ生産。軸受ジャーナルの焼結後研削により最終径と真円度公差を達成し、その他すべての形状は成形まま使用可能です。

ハウジング・エンクロージャ

ギアハウジング、軸受ハウジング、センサーエンクロージャ、バルブボディ

内部リブ、取付ボス、コネクタポートを備えた薄肉複雑形状ハウジングはMIMの理想的候補。焼結密度≥95%により含浸不要の圧力気密壁を実現 — 流体取扱ハウジングに不可欠です。

事例：エンジニアがMIMを選ぶ理由

事例1：セクターギア — 3部品アセンブリから1 MIM部品へ

機械式アクチュエータに、一体化シャフトとリミットストップピンを持つセクターギアが必要でした。当初設計：CNCセクターギア＋旋削シャフト＋圧入ピン＝3部品、3サプライヤー、組立工数。MIM再設計では3つすべてを単一8620部品に統合 — 浸炭歯、一体シャフト、成形ストップ形状。結果：55%コスト削減、組立不良ゼロ。

事例2：トグルリンケージ — 強度を損なわない軽量化

ロボットグリッパーリンケージの軽量化でサイクル速度向上を狙いました。当初：機械加工7075アルミ＋ピボットボア圧入スチールブッシュ。MIMソリューション：Iビーム断面と一体軸受ボアを持つ17-4PHスチールリンケージ — トポロジー最適化によりアルミアセンブリ比30%軽量化、高強度、ガルバニック腐食リスクなし。

事例3：カムフォロア — 摩耗寿命2倍

繊維機械カムフォロアの焼入鋼ローラー面で早期摩耗が発生。MIM 440C（HRC 55–60）に切替え、ローラー外径にネットシェイプのクラウニングプロファイルを付与し、ローラーエッジの応力集中 — 故障起点 — を解消。摩耗寿命2倍、部品単価は研削・ラッピング品比40%削減。

MIM機械部品の設計ガイドライン

1. 可能な限り均一肉厚。MIMはプラスチック成形と同様、均一肉厚が焼結収縮の制御に有利。リブやガセットは隣接肉厚の60–80%に設計。

2. 内部コーナーは鋭角を避ける。内部コーナーに最小R0.3mmを付与し応力集中を低減、金型充填性も向上。外部コーナーは鋭角可。

3. パーティングラインを考慮した設計。金型パーティングラインは理想的には部品を対称面で二分。非対称パーティングラインは金型の複雑さとコストを増大。

4. ゲート位置を計画。溶融フィードストックがキャビティに流入するゲートは小さな痕跡（0.2–0.5mm）を残す。非重要・非外観面に配置。

5. 部品統合を活用。MIMの最大のコスト削減は組立工程の排除から生まれる。ネジボス、保持形状、位置決めピンなどの複数機能を1部品に統合する機会を探る。

6. 精密形状には焼結後サイジングを考慮。厳しい公差が要求されるボア、ギア歯、係合面は、焼結後サイジングまたはコイニング工程が有効。これらの形状に0.05–0.10mmのサイジング代を設計。

材料特性検証

全生産バッチに部品と同時処理した焼結引張試験片を含めます。試験項目：

• 引張強度、降伏強度、伸び— ASTM E8準拠
• 硬度— ロックウェル（HRC/HRB）＋浸炭部品のミクロ硬さ分布
• 密度— アルキメデス法
• ミクロ組織— 断面金属組織（ケース深度、気孔率、炭化物分布）

適合証明書は全出荷時に提供。完全材料証明（フィードストック粉末のミルシート、熱処理炉チャート）もご要望に応じて提供可能です。

よくある質問

Q：どの生産数量からMIMがCNC加工より経済的になりますか？
A：損益分岐点は通常、単純部品で年間5,000–10,000個、複数の機械加工形状を持つ複雑部品で年間2,000–5,000個です。部品形状が複雑であるほど、MIMのコスト優位性が早期に発現します。

Q：MIM部品は溶接できますか？
A：可能です。17-4PH、4140、316L MIM部品は展伸同等材と同様に溶接可能。高密度（≥95%）により溶接気孔は最小限です。溶接を計画されている場合は設計レビュー時にご連絡いただければ、材料と熱処理順序を最適化します。

Q：ギアボアの厳しい公差にどう対応していますか？
A：ギアボアは通常、焼結後に超硬サイジングマンドレルまたはホーニングで仕上げます。標準H7公差（±0.01–0.02mm）、高精度用途にはH6（±0.006–0.01mm）対応。ギア歯は同時に転造仕上げし同心度を維持します。

Q：MIMは衝撃荷重を受ける部品に適していますか？
A：適切な材料選択により可能です。8620浸炭部品は靭性の高い低炭素コアと硬質ケースを組み合わせ — 衝撃荷重ギアや爪に理想的。4140焼入焼戻は構造衝撃部品に焼入靭性を提供。高硬度440C（>HRC 55）は靭性が低いため衝撃用途には推奨しません。

Q：設計提出に受け入れ可能なファイル形式は？
A：STEP（.stp/.step）とIGES（.igs）を推奨。SolidWorks、Creo、CATIAのネイティブファイルも受け入れ可能。検査リファレンス用に重要寸法と公差を記載した2D図面を添付ください。

当社のMIMプロセスはISO 9001認証取得済み、社内熱処理と完全な冶金試験能力を保有。認証および設計ガイドもご参照ください。

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