金属の鋳造・射出成形とは

金属の鋳造・射出成形とは?特徴やメリット・デメリットを解説!

**金属の鋳造(ちゅうぞう)金属の射出成形(メタルインジェクションモールディング:MIM)**は、どちらも金属を成形する技術ですが、それぞれ特徴や用途が異なります。

  • 鋳造溶かした金属を型に流し込んで成形する方法
  • 金属射出成形(MIM)金属粉末と樹脂を混ぜた材料を射出成形し、焼結して成形する方法

それぞれの特長を詳しく解説します!

① 金属の鋳造とは?

鋳造の基本原理

鋳造は、金属を高温で溶かし、型に流し込んで冷却・固化させる加工方法です。複雑な形状や大型部品の製造に適しています。

🔹 鋳造の特徴

自由度が高く、大型・複雑な形状も製造可能

材料のロスが少なく、コスト効率が良い

幅広い金属(鉄・アルミ・銅・ステンレスなど)に対応

🔸 デメリット

寸法精度がやや低く、追加加工が必要な場合がある

冷却時に収縮が発生し、歪みが出ることがある

鋳造の種類

  1. 砂型鋳造(低コスト・大型部品向け)

    • 砂で作った型に金属を流し込む
    • 試作や小ロット生産、大型部品に適している
  2. ダイカスト(高精度・大量生産向け)

    • 金属型に高圧で溶湯を押し込む
    • 自動車・家電製品の部品製造に多用
  3. ロストワックス鋳造(精密部品向け)

    • ワックス原型を溶かして鋳造する
    • 航空機部品や医療機器に利用

🔹 鋳造の主な用途

  • 自動車部品(エンジンブロック、ホイール)
  • 産業機械部品(ポンプ、バルブ)
  • 航空・鉄道部品(機体フレーム、ギア)

② 金属の射出成形(MIM)とは?

MIMの基本原理

**金属射出成形(MIM)**は、金属粉末と樹脂を混ぜた材料を射出成形し、焼結して固める加工方法です。プラスチックの射出成形と似た手法で、小型・複雑な形状の部品を高精度に作れます。

🔹 MIMの特徴

非常に複雑な形状を一度に成形可能

機械加工が不要なほど高精度な仕上がり

切削加工よりも材料のロスが少なく、コスト効率が良い

🔸 デメリット

大型部品には不向き(小型・軽量部品向け)

金型の初期費用が高い

MIMの工程

  1. 混合:金属粉末と樹脂(バインダー)を混ぜ、射出成形可能なペレットを作る
  2. 射出成形:プラスチックの射出成形と同じ方法で、金型に射出成形する
  3. 脱脂:樹脂を除去し、金属のみを残す
  4. 焼結:高温で加熱し、金属を結合させることで強度を高める

🔹 MIMの主な用途

  • 医療機器(歯科器具、手術用器具)
  • 時計・精密機器(ギア、ケース)
  • 自動車・航空部品(センサー部品、小型ギア)

金属の鋳造 vs. 金属射出成形(MIM)

  鋳造(砂型・ダイカスト) 金属射出成形(MIM)
材料 溶融金属(アルミ、鉄、銅など) 金属粉末(ステンレス、チタン、合金など)
成形方法 型に溶かした金属を流し込む 射出成形→焼結
コスト 小ロット向き(砂型) / 大量生産向き(ダイカスト) 大量生産向き(初期コストが高い)
精度・仕上がり 砂型鋳造は粗い、ダイカストは高精度 非常に高精度(追加加工不要)
サイズ 小型~大型(大型部品も可能) 小型(精密部品向け)
主な用途 自動車部品、機械部品、大型構造物 医療機器、精密機器、小型部品

まとめ

鋳造金属を溶かして型に流し込む。大型・複雑形状向け(自動車・機械部品)

金属射出成形(MIM)金属粉末を射出成形し、焼結。小型・精密部品向け(医療・精密機器)

それぞれの特性を理解し、用途に応じて最適な加工方法を選びましょう!

 

一般的な鋳造と射出成形の違い

一般的には、鋳造は金属、射出成形はプラスチックの成形を指します。

🔹 鋳造=金属の加工技術。大型・高強度な部品に最適

🔹 射出成形=プラスチックの加工技術。大量生産向き

  鋳造(金属) 射出成形(プラスチック)
材料 金属(アルミ、鉄、銅など) 樹脂(PP, ABS, PETなど)
温度 数百〜千数百度で溶融 200〜400℃で溶融
コスト 比較的高い(型代+材料費) 低コストで大量生産可能
用途 自動車部品、機械部品 家電、日用品、自動車内装