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金属射出成形プロジェクトを成功させる設計のヒント

金属射出成形プロジェクトを成功させる設計のヒント

金属片を何時間も削り取ることなく、緻密で複雑な形状を作りたいと夢見たことはないだろうか。粉末とバインダーを小さな型に押し込んで炉で焼くと、宝石職人も感嘆するようなネットシェイプに近い部品が飛び出す。難点は?もしあなたの設計が小さなディテールを見逃すと、週末はツールの微調整に費やし、亀裂を追いかけ、予算が膨れ上がるのを見ることになる。頭痛の種を早く解決しましょう:

  • 壁を均一に保つ。
  • ドラフトを加え、半径を滑らかにする。
  • 原料の縮小を念頭に。
  • ゲートの計画は早めに。
  • 公差を金属の挙動に合わせる。

パウダー選びから最終的な焼結まで、ステップ・バイ・ステップでご説明します。 金属射出成形 プロジェクトは最初のトライで歌う。

金属射出成形:原料の基礎をマスターしよう 

優れた部品は、優れたパウダーとバインダーの混合から始まる。で 金属射出成形このような場合、十分なバインダーとブレンドされた微細で球状のパウダーが、柔らかい粘土のように型に流れ込み、焼結して固形になる。混ぜ方を間違えれば、空洞ができたり、ショートショットになったり、販売可能な部品ではなく、ゆがんだビスケットになったりする。原料はパン生地と同じで、乾燥しすぎると崩れ、湿潤しすぎると何にでもくっついてしまう。早めにレシピを決め、水分を控えめにし、本生産前に少量ずつテストする。この一歩が、ゲートサイズから焼結曲線に至るまで、他のあらゆる決定の基礎となる。

正しい合金を選ぶ 

ステンレス17-4PHは耐食性に優れ、MIM 4605はギアに最適です。最終用途の荷重、腐食リスク、コストに合金を合わせる。サプライヤーに相談すれば、脱バインダーや焼結スケジュールなどの射出成形工程に合わせて粉末を微調整してくれます。

粒子径をタイトに保つ 

5~20μmの粉体は高密度に充填され、スムーズに流れ、予測通りに収縮する。粒径の広がりが大きいと偏析を招き、大きな粒はゲートを詰まらせ、小さな粒は通気孔を詰まらせる。 射出成形用デザイン 利益だ。

マインド・バインダーの比率 

バインダーは仮の接着剤です。多すぎると脱バインダー時に部品がスランプし、少なすぎると射出時にクラックが入る。ほとんどの場合、40volの%バインダーを使用する。 射出成形部品 を調整し、短いトライアルの後に±2 %を調整する。

設計均一肉厚 

一定に保たれた壁は、パウダーが均一に流れ、驚くことなく焼結する。厚い部分は収縮が大きく、ピットや反りの原因となる。厚いリブが不可欠な場合は、段階的に変更します。余分な収縮リスクを伴わずに強度を高めるには、固い塊の代わりにガセットや格子状のリブを使用する。

クイック・ヒント:壁の変化は、応力を低く保つために1:3の角度でテーパーをつける。

ゆとりのあるドラフトとラディーを加える 

パウダーバインダー原料は、溶融プラスチックのような滑らかさがないため、金型からきれいに出るためのスペースが必要です。すべての垂直面に1~2°の抜き勾配をつけ、コーナー部には滑らかなフィレット(半径0.5mm以上)をつける。これらの微調整は、充填性、切削磨耗、排出力を改善します。 

情報 研磨性の高いステンレスパウダーを使用する場合、わずか0.5°の抜き勾配でも工具寿命を2倍にすることができます。

ゲートとランナーを戦略的に配置 

ゲートを最も厚い断面の近くに置き、最も長い収縮経路が圧縮されたままとなるようにする。プラスチック製工具よりも大きな円錐形のスプルー を使用する。バランスの取れたランナーは、バインダーから粉体 を分離させる剪断を最小限に抑え、バインダーと粉体 の分離を防ぎます。 射出成形工程 完全性。

ご意見箱部品が小さい場合は、トンネルゲートで名残を隠し、トリミングをスピードアップすることを検討する。

サポートリブとボスを組み込む 

リブはかさばることなく壁を補強するが、沈み込みや差収縮をかわすため、リブの厚さは隣接する壁の60 %以下に保つ。ネジのボスは、ガスがこもらないようにフィレットと通気孔が必要です。精密プラスチック射出成形の基準に従いなさい-それらは金属射出成形によく翻訳する; ただ焼結させた部品が線形に15 %-20 %収縮することを覚えておきなさい。

シュリンクの脱バインダーと焼結の計画 

原料は、脱バインダー中に各軸で 5 %-7 % 縮み、焼結中にさらに 12 %-15 % 縮みます。CADのスケールはそれに合わせてください。部品が炉のトレイに安定して載るようにサポートフラットを設け、たるみを減らします。 

危険だ: シュリンク勾配を無視すると、長い部品がコークスクリューにねじれる可能性がある。

プロセス段階典型的な線形収縮キー・デザイン・ノート
溶剤脱バインダー5 %-7 %脱出したバインダーに通気孔を設ける
サーマル・デバインド3 %-5 %鋭利なエッジを和らげるために切り身を加える
焼結10 %-15 %スケールの特徴と公差

アンダーカットとサイドアクションの簡素化 

スライドはコスト増になる。 のサイクルタイム 射出成形の工程まず、焼結後の二次加工として、フィーチャーの向きを変えられるか、あるいは作れるかどうかを確認する。アンダーカットが残る場合は、浅くし、硬化チップを使用する。 

事実だ: スライドを1つなくす設計上の工夫で、工具費を20 %削減できる。

金属特性に対する公差の最適化 

焼結金属射出成形は、収縮とわずかな歪みの両方に動きます。標準的なMIMの公差は公称値の±0.3 %程度です。プレスフィットの重要な直径?わずかにオーバーさせたまま、機械を仕上げます。金属射出成形 精密プラスチック射出成形 ミクロンの公差のルールは、技術者と成形業者の両方をいらだたせる。

警告 焼結したままの部品で±0.01mmを追い求めるのは、後加工なしの希望的観測に過ぎない。

組み立てを考慮した仕上げと熱処理 

二次加工(不動態化、熱処理、メッキ)をCAD上で計画する。研磨のために、シール面に余分なストックを持たせる。熱プロファイルが類似している部品をグループ化し、薄い部品の過時効を防ぐ。 

クイック・ヒント:焼結後の刻印は割れの危険がある。

製造業者と早めに協力する 

あなたの製造者は、このようなことを毎日行っています。3Dファイル、性能目標、サンプル数を前もって共有しましょう。彼らは抜き勾配の問題を指摘し、鋼材が切断される前に、より迅速な射出成形工程を提案します。これは、スターレベルの精密プラスチック射出成形プログラムを推進するのと同じチームワークと考えてください。 

情報1時間のデザイン・レビューで、何週間ものツールの手直しを省くことができる。

結論 

金属射出成形に必要なのは、裏技を使うことではありません。壁を均等に保ち、抜き勾配をつけ、適切な原料を選び、ゲートを賢く配置し、収縮を計画し、公差を現実に合わせます。そうすれば、あなたの部品は、粉から磨き上げられた製品へと、手をわずらわせることなく滑り落ちていくでしょう。覚えておいてほしいのは、CADの微調整にコストはかかりませんが、焼入れ鋼の修正、あるいは焼結バッチの廃棄は、財布とスケジュールを痛めるということです。次の射出成形プロジェクトで、複雑な形状と大量生産が親友になれることを証明してください。

よくあるご質問

ミムの部品はなぜこんなに縮むのか?

粉末粒子は焼結中に融合し、気孔を閉じ、およそ15 %-20 %直線的に収縮する。

原料スクラップを再利用できますか?

しかし、バージン材と再ブレンドし、バインダーのロスを追跡することで、フローを一定に保つことができる。

ミムはダイカストとどう違うのですか?

ダイカストは溶融金属を射出するが、MIMは粉末バインダースラリーを射出し、その後焼結するため、より微細な形状やより硬い合金を作ることができる。

金型からどのような表面仕上げが期待できますか?

成形時のRa値は1~2µm程度で、研磨後またはメディア・タンブルで鏡面仕上げを行う。

ミムは少量生産でも費用対効果が高いのか?

金型は高価なので、5000個以上を目標にする。それ以下なら、CNCかアディティブがコスト面でMIMに勝るかもしれない。

内部の気孔率を検査するには?

X線CTスキャンは、部品を切断することなく内部の空洞を発見します。

ねじ山を直接成形することはできますか?

小さなピッチなら可能だが、重要なネジ山は通常、精度と強度のために焼結後にカットされる。

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