金属粉末射出成形（MIM）のコストは、金型、原料、成形、脱脂・焼結、歩留まりの5つの要素から構成されます。各サプライヤーは、プレスサイズ、炉の装填量、粉末の調達、想定数量に基づいてこれらの比重を変えるため、同じ図面に対する見積もりが40%も異なることがあるのです。
購買担当者はしばしば1つのSTEPファイルを3社のMIMサプライヤーに送り、大きく異なる3つの価格を受け取ります。その差はめったに強欲によるものではありません。金属粉末射出成形のコストは、金型、原料、成形、脱脂・焼結、歩留まりという5つの独立したブロックから構成されており、各サプライヤーはプレスサイズ、炉の積載量、粉末の調達先、想定する数量に応じてこれらのブロックを異なる重み付けで見積もります。この構造を理解すれば、見積もりは謎ではなく読み解けるものとなり、部品をどこで再設計すればコストを削減できるかが正確に分かります。
MIMの金型は、数十万ショットに耐えるよう作られた焼入れ鋼のツールです。通常、コア・キャビティインサート、ランナーとゲートシステム、エジェクタピン、そして収縮を考慮して設計された冷却レイアウトを備えるため、同サイズの単純なプラスチック金型よりもはるかに高コストになります。多キャビティ金型は金型価格を上げますが、部品あたりの成形コストを下げます。金型費は注文全体に償却されるため、同じ部品でも5,000個の見積もりでは高く見え、500,000個では安く見えるのです。
原料は微細な金属粉末と独自のバインダーシステムのコンパウンドです。価格は合金の化学成分、粒度分布、粉末充填率によって決まります。ガスアトマイズの17-4PHは水アトマイズの低合金鋼より高コストです。10ミクロン未満の微粉末は焼結と表面仕上げを向上させますが、キログラムあたりのコストが高く、成形も困難です。ステンレスや低合金グレードは汎用品の価格です。チタン、タングステン重合金、磁性合金はそうではありません。
成形は最も速く、最も予測可能な工程です。部品あたりのコストは本質的に機械の時間単価を1時間あたりの部品数で割ったものであるため、キャビティ数、サイクルタイム、スクラップ率という3つのレバーが重要になります。薄肉や長いコアは冷却を遅らせます。厳しいアンダーカットはスライドアクションを強い、金型コストとメンテナンスを増やします。バランスの取れたフィードシステムと均一な肉厚は、サイクルタイムを2桁パーセント削減できます。
焼結は多くのステンレス鋼で約1,300～1,400 °C付近で行われ、制御された雰囲気下で数時間保持されます。炉のコストは部品ごとではなく積載量ごとに課金されるため、小さく密に詰め込まれたバッチはエネルギー費をより多くの部品に分散させます。変則的な形状、背の高い部品、低い積載密度は、成形工程が効率的であっても単位コストを押し上げます。焼結後の工程——HIP、熱処理、バレル研磨——はそれぞれが個別の費目として加算されます。
MIMの歩留まり損失は反り、割れ、ショートショット、ポロシティに集中し、それは約束ではなくパーセンテージとして見積もられます。焼結ままの能力である±0.3%を超える厳しい公差は全数検査や機械加工を必要とし、小さな部品では単価が2倍になることがあります。ねじ、ローレット、マーキング、研磨は別途見積もられます。
同じ図面でもMIMの見積もりが大きく異なるのはなぜですか？
その差はめったに貪欲さではなく、各サプライヤーがプレスサイズ、炉の装填、粉末の調達、想定数量に応じて5つのコストブロックを異なる重み付けで見積もっているからです。構造を理解すれば、見積もりは不可解なものではなく読み解けるものになります。
1万個未満では、金型費が支配的となり、MIMは機械加工に負けることがよくあります。10万個以上では、多キャビティ金型と自動検査により、単価は材料費の下限に近づきます。
購買担当者がMIM部品の価格を下げるためにできることは何ですか？
バイヤーは肉厚を均一に保ち、必要な箇所にのみ焼結ままの公差を指定し、環境が別段の要求をしない限り汎用合金を選び、初回発注数量だけでなく年間数量を共有すべきです。
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