MIMとCNCプロセスの特徴、どのように選ぶべきですか？

 

発売日：[2025/6/20]
 

コア差異の概要
•MIM（金属射出成形）：アミンは一種のアミン粉末冶金法であり、プラスチック射出成形と粉末冶金焼結技術を結合した。それは細かい金属粉末とプラスチックバインダーを混合して「フィード」にし、射出成形して生地を得、それから脱脂してバインダーを除去し、最後に高温焼結緻密化して最終的な金属部品を得た。本質的には近接成形法である。
•「CNC（コンピュータの数値制御加工）」：「減材製造」プロセスである。それはコンピュータ制御の工作機械（フライス盤、旋盤、ドリルなど）と切削工具を使用して、中実の金属素材（棒材、板材、鍛造物、鋳造物など）から材料を段階的に除去して、必要な幾何形状を得るまで。本質は、材料を除去することです。
キー次元コントラスト
1.‌コスト（Cost）‌
o ‌MIM:‌
金型はコストが高い：金属金型（通常は硬質合金）の製造には大量の前期投資が必要である。
単品コストが低い：大量生産時（通常数万件以上）、分担後の金型コストが低く、材料利用率が極めて高く（100%に近い）、人工介入が少なく、自動化程度が高いため、単品コストは非常に競争力がある。
o ‌CNC:‌
型のコストが低い/ない：一般的に高価な専用型（可能な治具を除く）は必要なく、プログラミング後に加工することができる。
単品のコストが高い：‌材料の浪費が多く（切り屑が発生する）、加工時間が長く（特に複雑なもの）、熟練したオペレータ/プログラマが必要で、工具の摩耗コストが高い。単品コストは複雑度と時間の増加に伴い顕著に上昇した。‌
o‌結論：‌‌MIMは小型複雑部品を大量に生産する時にコスト優勢が大きい。CNCは小ロット、プロトタイプ、またはシンプルな部品でコストが低い。‌
2.材料（Materials）
o‌MIM：‌材料選択相対‌制限付き‌。主に微粉にすることができ、焼結プロセスに適した合金：各種ステンレス鋼（316 L、17-4 PH、304 Lなど）、低合金鋼、工具鋼、コバルトクロム合金、チタン合金、タングステン合金、銅合金など。純銅、純アルミニウム、マグネシウム合金などの一般的なCNC材料を加工することができない。材料の性能は鍛造に近いが、少し異方性がある可能性がある。
o‌CNC：‌材料の選択‌は極めて広範である。ほとんどすべての切削可能な金属材料を加工することができます：アルミニウム及びアルミニウム合金（広範な応用）、鋼（各種の番号）、ステンレス、黄銅、青銅、チタン合金、マグネシウム合金、ニッケル基合金、高温合金など。
o結論：CNCは材料選択の柔軟性においてMIMをはるかに超えている。‌
3.「幾何学的複雑さと設計の自由度（Geometric Complexity&Design Freedom）」
o‌MIM：‌‌高度に複雑で三次元立体的な形状の‌（プラスチックのようなもの）を製造することが極めて得意である。薄肉フィーチャー、細孔、微細メッシュ、複雑なサーフェス、内外ねじ（成形可能）、内部キャビティ、バックル、マルチステップ、微細表面テクスチャなどを簡単に実現できます。設計の自由度は非常に高い。
o‌CNC：‌複雑さは工具の達成性と加工策略に制限されている。深いキャビティ、複雑な内部特徴、真の薄肉、微細メッシュ、またはいくつかのバックル構造を製造するのは非常に困難であり、可能ではありません。通常、部品を複数回取り付けたり分解したりして組み立てる必要があり、コストと複雑さを増やす必要があります。設計の自由度は加工の実行可能性によって大きく制限されている。
o〓結論：〓MIMは小型で極めて複雑な幾何形状を製造する上で圧倒的な優位を持っている。‌
4.「公差と表面仕上げ（Tolerance&Surface Finish）」
o ‌MIM:‌
6104公差：焼結収縮（等方性）と変形は公差が相対的に広いを引き起こす。典型的な焼結後公差は±0.3%〜0.5%の寸法範囲（例えば、10 mmの寸法公差約±0.05 mm）である。重要な寸法は通常、精密公差（±0.025 mm以上）を達成するために二次加工（CNC）を必要とする。
表面仕上げ度：焼結後の表面の相対的な粗さ（鋳物のようなもの）、Ra値は通常1.6-6.3μm程度である。研磨、研磨、サンドブラストなどの後処理により改善することができる。
o ‌CNC:‌
‌公差：‌精度が非常に高い。現代のCNC工作機械は、±0.0125 mm以上の厳密な公差（工作機械、工具、材料、プロセス制御に依存）を容易かつ安定に実現することができる。
表面仕上げ度：非常に優れている。仕上げフライス、旋削、研削などの工程により、非常に滑らかな表面（Ra<0.8μm）を直接得ることができ、鏡面効果も達成することができる。
o結論：CNCは原始公差精度と表面仕上げ度においてMIM焼結部品より顕著に優れている。MIMが同等の精度と表面品質を達成するには、通常、追加のCNC後処理が必要である。‌
5.「生産速度と納期（Production Speed&Lead Time）」
o ‌MIM:‌
‌前期周期が長い：‌金型の設計と製造に時間（数週間から数ヶ月）がかかり、技術検証（フィード開発、焼結曲線）にも時間がかかる。
大量生産速度が速い：一度金型と技術が安定したら、射出成形周期が短く（数秒から数十秒に1つの部品）、1つの金型には通常複数のキャビティがあり、焼結炉は大量に同時に処理でき、1つの時間当たりの生産は非常に高い。
o ‌CNC:‌
前期周期が短い：プログラミングと準備が比較的速い（数時間から数日）。
単品の生産時間が長い：加工時間は部品の複雑度、材料の硬度と必要な精度に依存し、通常は1件を完成するには数分から数時間、さらに長い時間が必要である。ハードウェア資源（工作機械、人力）は総スループットを制限している。
o結論：MIMは大量注文の生産速度に大きな優位性がある（長周期後）。CNCはプロトタイプと小ロット生産でより迅速に応答する。‌
6.「ロット適性（Lot Size Suitability）」
o‌MIM：‌‌は大量生産に極めて適している（通常＞10000件）。前期はコストが高く、大量の償却が必要だった。
o‌CNC：‌‌小ロット、多品種、プロトタイプ製造及び単品生産に非常に適している。製品の切り替えは比較的容易である（プログラムと治具の交換）。
o‌結論：‌ロットサイズは選択プロセスの重要な決定要素の一つである。MIMは大ロット専用であり、CNCは小ロット万金油である。
7.「設計変更の柔軟性（Design Change Flexibility）」
o‌MIM：‌設計変更コストが高く、時間がかかる‌。通常は高価な金型を修正したり、やり直したりする必要があります。
o〓CNC：〓柔軟性が高い〓設計変更は加工プログラムと可能な治具を変更するだけで、コストと時間は相対的に低い。
o‌結論：‌‌製品開発または設計不安定段階では、CNCはより柔軟である。‌
8.‌環境影響（Environmental Impact）‌
oMIM：材料の利用率は極めて高く（＞95%）、廃棄物が少ない（主にゲート流路、回収可能）。しかし、粉末処理、結合剤の除去（溶媒または焼却）、および高温焼結プロセスは化学品と高いエネルギー消費に関連する可能性がある。
oCNC：は大量の金属切削屑（廃棄物）を発生し、材料利用率は比較的に低い（特に複雑な部品）が、切削屑は通常100%回収できる。冷却液や潤滑油処理も環境配慮のポイントです。エネルギー消費量は加工時間に依存する。
o〓結論：〓MIM材料の浪費は少ないが、技術エネルギー消費と化学処理は挑戦である、CNC材料は浪費が多いが、廃棄物は回収しやすく、主な環境要素はエネルギー消費と冷却液処理である。‌

典型的な応用：医療器械部品（骨釘、手術器械）、銃器部品、歯車、鎖具部品、電子コネクタ外殻、腕時計部品、電動工具部品、自動車ノズル部品、携帯電話カードホルダー、光ファイバーコネクタなどは簡単から複雑まで、高精度/光沢度部品が必要：原型、治具、航空宇宙部品、精密器械部品、伝動部品、外殻、弁体、金型インサート、小ロットカスタム部品など
‌コアメリット‌大ロット、極端に複雑な小型金具の高効率、低コスト製造‌小ロット、高精度、高光沢度、多材料、設計柔軟、高速応答プロトタイプ製造‌
選択方法
1.ロットを見る：大ロットはMIMを選び、小ロットはCNCを選ぶ。これは最も重要なフィルタ条件です。
2.複雑度を見る：非常に複雑な幾何形状（特に内部特徴、薄肉）、MIM優勢が巨大である、比較的単純な形状のCNCはより直接的である。
3.看精度/表面：は超高原始精度と光沢度を要求し、CNCを選択する。MIMは達成できるが、通常は追加のCNC仕上げが必要であり、コストが増加する。
4.材料を見る：材料は焼結できない（純アルミニウム、純銅、マグネシウム合金など）、CNCしか選べない。
5.原価を見る：合計原価（金型、加工、材料浪費、後処理などを含む）を計算し、目標ロットで比較する。
6.時間を見る：：速やかにプロトタイプまたは小ロットを納品する必要があり、CNCはより迅速である。大量の注文は前期金型時間を気にせず、MIM生産開始後の効率はより高い。
7.設計状態を見る：設計未定型または変更可能性があり、CNCを選ぶ方が柔軟である。
実際には、両者はよく組み合わせて使用されています：MIMは本体の複雑な形状を製造して、それからCNCから重要な特徴と高精度の寸法孔位を精密加工して、コスト、複雑度と精度の最適なバランスを実現します。