1.ヴィーヒ法

ヴィーヒ法は、1980年にヴィーヒが発明した特許に代表され、その後幾度か改良が重ねられてきました。ヴィーヒ法の基本的な接着システムは、パラフィンワックスと熱可塑性樹脂で構成されています。バインダーと粉末は、「Z」型または「Σ」型のブレードせん断装置で混合されます。最初の脱脂工程は2段階プロセスで、まずMIM成形用ビレットを真空容器に入れ、バインダーの流動温度以上に加熱します。次に、成形用ビレットを入れた容器に溶剤をガス状でゆっくりと添加します。ガス状溶剤は成形用ビレットに入り込み、バインダーを溶解します。ある程度溶解すると、バインダーの溶剤溶液が成形用ビレットから滲み出します。バインダーの大部分が除去された成形用ブランクは、液体溶剤に浸漬され、残留バインダーが除去されます。最後に、成形用ビレットを予熱し、残留バインダーと溶剤の一部を除去し、完成品を焼結します。この工程では、ガス状溶剤の脱脂だけで3日間かかります。

脱脂効率は非常に低く、脱脂温度がバインダーの流動温度よりも高いため、変形が深刻です。その後、このプロセスは熱分解による完全脱脂に変更され、脱脂時間が大幅に短縮されました。MIM産業の初期の発展段階では、ほとんどの企業がWiechプロセスを採用していました。現在でも、一部の企業はWiechプロセスを生産に使用しています。しかし、Wiechプロセスには、射出成形用グリーンブランクの応力が高く、割れや変形が発生しやすく、大型部品の製造が難しいなどの問題があります。

2 インジェクタマックスプロセス

AMAX Metal Injection Molding USAのジョンソンは1988年にInjectamaxプロセスを発明しました。このプロセスの主な利点は、バインダーがパラフィン、植物油、ポリマーで構成されていることです。植物油は射出成形後、冷却されると液体になるため、射出成形前後の成形ビレットの体積変化が少なく、成形ビレット内の内部応力が軽減されます。脱脂処理では、トリクロロエタンなどの溶剤を使用して、まず植物油とパラフィンワックスを選択的に溶解し、不溶性成分は溶解させません。これにより細孔が開き、残ったバインダーを熱脱脂によって除去します。脱脂処理時間はわずか6時間と短く、非常に短時間で済みます。

より速い脱脂方法。そのシンプルさ、低投資、そして高い効率性から、溶剤脱脂と熱脱脂の二段階プロセスは現在、ほとんどの企業で採用されています。 MIM企業 そしてメーカー。

3 メタモールド法

メタモールドプロセスは、1990年代初頭にドイツのBSAFと同等のブロエマハ社によって開発されたMIM触媒脱脂プロセスです。この方法の主な技術的特徴は、ポリエーテル樹脂をバインダーとして用い、酸性雰囲気下で速やかに脱脂を触媒することです。長鎖ポリエーテル樹脂をバインダーとして用い、ポリエーテル樹脂の極性を利用して金属粉末を結合させることで、幅広い種類の粉末に適合します。ホルムアルデヒドは酸性雰囲気下で触媒作用を受けてホルムアルデヒドに分解されます。この分解反応は110℃以上で急速に進行し、気体-固体転移反応となります。BASFは当初、重合よりも低いレベルで脱脂を触媒する硝酸を触媒として使用していました。

アルデヒド樹脂の軟化温度は液相の形成を回避し、グリーンビレットの変形を抑制し、焼結後の寸法精度を確保するのに有利である。触媒脱脂は、雰囲気2のバインダー界面で行われる。成形ビレット内にガスはなく、反応界面の前進速度は1〜4mm / hに達することができる。BASFはその後、シュウ酸を触媒として使用する新しい方法を開発し、硬質合金やセラミックスに適用でき、メタモールドプロセスの適用範囲を拡大しました。メタモールド法の重要な特徴は、触媒脱脂を採用しており、脱脂中に液相が発生しないことです。これにより、MIM製品が変形しやすく、寸法精度制御が難しいという弱点を回避できます。これはMIM業界における大きな進歩であり、触媒脱脂であるため、脱脂時間が大幅に短縮され、コストが削減されます。大型 MIM部品 メタモールド法で製造可能です。CREMER社の連続脱脂・焼結システムにより連続生産が可能となり、MIMは真に競争力のあるPMニアクリーン成形技術となります。しかし、この方法は酸性雰囲気下での設備腐食や排ガス処理といった課題があり、初期設備投資コストが比較的高額です。

米国に拠点を置くサーマルプレシジョンテクノロジー社は、精密金属と呼ばれる新しいプロセスを開発しました。 粉末射出成形 （PPIM）プロセス。同社は、このプロセスにより、MIM技術は低コスト、高精度、高収率、そして環境適応という新たな時代へと進むと主張している。PPIMプロセスの主な技術的特徴は2つある。1つは水溶性バインダーの使用である。バインダーは、第一の要素としてポリエチレングリコール（PEG）を、第二の要素としてポリビニルブチラール（PVB）などの架橋ポリマーで構成される。そのため、脱脂は2段階に分けられ、第一段階はPEGを水溶解法で除去し、PVBは架橋固体のまま残る。一方、PPIMプロセスでは、幅広い粒径の金属粉末を採用し、粗粉末と微粉末を混合することで、供給粉末の充填率を高めている。ステンレス鋼粉末の場合、体積率で74%に達することができ、寸法収縮を大幅に低減できる。これらの2つの改良により、製品の寸法精度は±0.11%に達する。 PPIMプロセス、これはすべての MIMプロセス 現在のところ。