PIM事業 POWDER INJECTION MOLDING

製品事例

様々な業界でニーズが広がるPIMによる製品事例

バインダー

バインダー

材料

atect Full-Mould Binderは、ポリマーとワックスから構成される有機バインダーで、成形助剤として使用します。
製品の種類として6種類用意しています。

素材と特徴について

MIM用フィードストック

MIM用フィードストック

材料

フィードストックとは、atect Full-Mould Binder(成形助剤)と、目的とする金属粉末、セラミックス粉末を混合した成形材料です。

素材と特徴について

CIM用フィードストック

CIM用フィードストック

材料

フィードストックとは、atect Full-Mould Binder(成形助剤)と、目的とする金属粉末、セラミックス粉末を混合した成形材料です。

素材と特徴について

パワーデバイス基板

パワーデバイス基板

自動車(電動化部品)

今後大幅に拡大が予測される自動車の電動化(HEV・PHEV ・EV・FCV)や鉄道車両に必須となるSi3N4放熱板及び絶縁板において、当社 PIM工法において初めて以下の基本特性をクリアしました。

厚さ 0.32mm±0.15
曲げ強度 700Mpa 以上
熱伝導率 70w/mk 以上

パワーデバイスに必要とされるセラミックス等の絶縁基板は、絶縁性のみならず、放熱に必要な高い熱伝導率と応力歪みや衝撃に耐えられる高い機械特性が要求されます。

この度、本来のSi3N4基板が持つ、熱伝導率約30w/mkを70w/mk以上に高めることが可能な新材料を自社で開発、二律背反(熱伝導率を高めると強度が不足)する曲げ強度の双方を両立、併せて0.32mmという薄肉の焼結体の開発に成功しました。

自動車などのエンジンで利用されるノズルベーンは、今後さらに低燃費・高性能を求められる領域において、より高いエンジンの燃焼温度に耐えうることが必要になります。
PIM工法の場合、これまでは実現が難しかったより耐熱強度の高い合金を高精度・低コストで量産することができ、今後高まっていく自動車の高性能化にも十分に対応することができます。

ノズルベーンの事例はこちらからご参照ください。

12方向スライドの超精密金型を製作してバリのない焼結体を作りました。
結果的に翼のどの部分を取っても寸法と密度はほぼ同じなので、バランス調整を必要とする2次加工を不要とすることが実現可能。
このように、寸法精度等に優れた焼結体を作れる理由は、材料開発力、金型製造技術、射出成形技術、脱脂焼結技術の4つを活かしているからです。この技術を応用して、高精度歯車関係の部品を量産しています。

チッカケイ素ボール

チッカケイ素ボール

精密機構部品

新金型(型内への充填流路を従来型とは全く異なる方式に変更)の開発とバインダー(成形助剤)配合比の変更により、PIM 工法ではこれまで実現できなかった曲げ強度830Mpa以上、空孔のない高密度焼結体の量産技術を確立。焼結前(グリーンパーツ)の状態で微小に発生した凸部を瞬時に除去する工法開発にも成功しました。

チッカケイ素ボールの事例はこちらからご参照ください。

ジルコニアボール

ジルコニアボール

精密機構部品

従来の研磨仕上げをする工法からPIM 工法に置き換えることで、以下の工程を削減し、真球加工に要する時間を1/4に削減しました。

1)素球(研磨前)状態でバリの発生を極小化、粒径合わせ(分級)や研磨工数を削減
2)当社独自のバインダーによる、表層のポア(空孔)を皆無にしHIP処理を排除

ジルコニアボールの事例はこちらからご参照ください。

炭化ホウ素ボール

炭化ホウ素ボール

精密機構部品

Si3N4(チッカケイ素)球におけるPIM工法のアプローチと同様に、新金型の開発とバインダー(成形助剤)配合比の変更を行うことで、製造技術を確立しました。

炭化ホウ素ボールの事例はこちらからご参照ください。

スライダー

スライダー

精密機械部品

ハンディータイプの印字機に使われる部品で、摺動を繰り返します。

従来は、プラスチックで製造されていたが、高い強度も機能として必要になったため、ステンレス材が検討されました。

ステンレス材を加工できる方法を検討した結果、1.オール切削、2.ロストワックス+切削が候補にあがったが、難削材のステンレスを1,000個/lot加工するのは、現実的でないために2次加工を不要とする弊社MIM工法が採用されました。

リード弁

リード弁

精密機械部品

電磁弁の中に入る部品で強度と耐熱性を必要とする。耐熱性樹脂では強度不足のため、ステンレス材の適用が検討されました。

肉厚が0.6mmと薄いために、ロストワックスと切削加工では対応できないので、弊社MIM工法が適用されました。

バルブシート

バルブシート

精密機械部品

バルブシートに求められる要求事項として、気密性の維持、熱を逃がす為の熱伝導性、過酷な使用環境下でも強度が維持できること、高温・高負荷の状態でも磨耗しないこと等があげられます。
SUS420J2はマルテンサイト系ステンレスで、熱処理(焼入・焼もどし)により、高強度、高硬度を得られることから、刃物、ノズル、バルブなどに使われています。
MIM工法で作られた焼結体は、溶製材と同じ特性を持っていることから熱処理等のあらゆる2次加工に対応できます。

エンドプレート

エンドプレート

精密機械部品

これまで難しかったこのプロセスの改善が、PIM工法により実現できるようになりました。
PIM技術により、2つの部品を別々に成形し、焼結前に組み合わせ、同時焼結することで一体化が可能になります。

エンドプレートの事例はこちらをご参照ください。

異材質焼結体

異材質焼結体

精密機械部品

表面上は分からないが、異材質を交互に成形した際に材料を融合させ、次いで脱脂焼結を行いここでも異なる金属を融合させた焼結体である。材質の順番は、非磁性材料、磁性材料、非磁性材料、磁性材料と順に並んでいる。気になるのは、界面の結合状態になるが、引張り試験を行っても界面から伸びたり、破断したりすることはない。

ローラー

ローラー

精密機械部品

当該製品は糸道として使われるので、耐磨耗性、摺動性を考慮して素材はジルコニアを採用しています。ジルコニアセラミックスは、エンジニアリングセラミックスの中で、1番強度と靭性が高いセラミックスである。(常温時)
従来は不可能とされていた刃物類にも利用されたりしています。優れた機械的特性を特徴として、アルミナと比較して高強度、高靱性となっている。熱伝導率が、他のセラミックスに比べ1/10以下と小さい特徴もある。ジルコニアは非常に硬い為、切削加工を行うと刃物の磨耗が早くなったり、加工時間が長くなるので加工コストが高くなる。
このような課題を解決するには、ニアネットシェイプで加工できるCIM工法が最適であるので採用された。

PIM導入をご検討の方へ