金属射出成形（MIM）は、先進的なニア{0}}ネットシェイプ-プロセスであり、近年、時計製造業界において多大な可能性を示しています。この技術は、プラスチック射出成形の柔軟性と粉末冶金の高い材料利用率を組み合わせており、時計製造業界に設計の自由度の向上と生産効率の向上の両方をもたらします。
MIM技術の原理とプロセスの特徴
基本的な MIM プロセスは、金属粉末とバインダーの混合、射出成形、脱脂、焼結の 4 つの主要なステップで構成されます。従来の機械加工方法と比較して、MIM には次のような大きな利点があります。
複雑な形状を一度に成形でき、複雑な内部構造や微細な表面を備えた部品を製造できます。
高い材料利用率: 98% に近い材料利用率で、従来の機械加工よりも大幅に高くなります。
優れた表面品質：焼結後の表面粗さはRa 0.8μmに達し、その後の加工を軽減します。
大量生産におけるコスト上の利点: 特に{0}中小型の精密部品の大規模生産に適しています。-
時計業界における一般的な用途
1. 時計ケースとリューズの製造
MIM テクノロジーは時計ケースのデザインに革命をもたらしました。従来の時計ケースの製造には複数の切削ステップが必要ですが、MIM では複雑な曲面、溝、テクスチャーを 1 つのプロセスで作成できます。スイスの高級ブランドは、MIM テクノロジーを使用して肉厚が 0.3 mm という薄い時計ケースを製造し、構造強度を維持しながら重量を 15% 削減しました。-
2. 精密歯車および変速機部品
時計ムーブメントの小型モジュール歯車（モジュール 0.1-0.3）は MIM テクノロジーを使用して製造されており、最大 ISO グレード 8 の歯形精度を達成し、従来の切削と比較して効率が 5 倍以上向上します。 MIM は、特に特殊な形状の非円形歯車に対して比類のない利点をもたらします。-
3. 時計のバックルとブレスレットの部品
時計のブレスレットのコネクタには、通常、高い耐摩耗性と適度な弾性が必要です。 MIM- 成型された 17-4PH ステンレス鋼の時計バックル部品は、熱処理後に HRC40-45 の硬度を達成し、耐摩耗性が 30% 向上し、従来のスタンピングに伴う応力集中の問題を回避します。
4. 特殊機能部品
トゥールビヨン ケージや自動巻き機構の複雑なレバーなどのコンポーネントでは、MIM テクノロジーを使用することで、組み立ての複雑さが軽減されるだけでなく、コンポーネントの取り付け精度も向上します。某ブランドのトゥールビヨンケージは、MIM採用により20％の軽量化と動的バランス性能の大幅な向上を実現しました。
技術的な課題と解決策
MIM テクノロジーは時計業界で広く使用されていますが、依然として次のような特有の課題に直面しています。
微細構造成形: 時計の独特な微細構造 (直径 0.2mm 未満の軸穴など) に対処するために、ナノパウダー (D50 < 5μm) およびマイクロインジェクション成形技術が開発されました。
表面処理の適合性: 焼結プロセスを最適化して表面気孔率を 0.5% 未満にすることで、後続の電気めっき、PVD、およびその他の処理の有効性が保証されます。
寸法安定性の制御: コンピュータシミュレーションによる脱脂焼結プロセスの最適化により、一般的な部品の寸法公差を±0.05mm以内に制御できます。
材料の革新と開発
時計業界では、MIM 素材に対して次のような特定の要求が求められます。
高-窒素ステンレス鋼: 耐腐食性の時計ケースに使用され、最大 500 時間以上の塩水噴霧試験に耐えることができます。{{1}
インバー 36 などの低膨張合金は、温度に敏感な動作部品の製造に使用されます。-
チタン合金: 医療グレードの Ti-6Al-4V 粉末から作られた時計ケースは、優れた生体適合性と軽量特性を備えています。{0}
貴金属粉末: 18K ゴールドやプラチナを含む材料の MIM プロセスは成熟しました。
経済的利益の分析
従来の機械加工方法と比較して、MIM テクノロジーは時計部品の製造において次のような大きな利点をもたらします。
材料費を40～60%削減
生産サイクルを50～70%短縮
エネルギー消費量を約35％削減
人件費を 60% 以上削減
月産 100,000 個の時計ケースの場合、MIM は単価を 28% 削減でき、回収期間は約 12 ～ 18 か月です。
今後の開発動向
マイクロインテグレーション: 複数の-材料の同時射出技術-を開発して、ムーブメントのコンポーネントの機能的統合を実現します。
インテリジェント生産: インダストリー 4.0 テクノロジーを統合して、MIM 生産ライン用のデジタル ツイン システムを確立します。
持続可能な開発: バインダー回収システムと低温焼結プロセスを開発して炭素排出量を削減します。-
表面改質技術: 自己潤滑性や抗菌性などの特性を備えた機能性表面をその場で生成-します。{1}
金属粉末射出成形技術は時計製造業界を再構築しています。これは、微細複雑部品の製造における従来のプロセスのボトルネックを克服するだけでなく、設計者に前例のない創造的な自由をもたらします。-材料システムとプロセス制御の継続的な改善により、MIM テクノロジーは高級時計製造においてより重要な役割を果たすことが期待されており、業界の精度、効率、環境への配慮の向上を推進します。{3}}時計メーカーは、将来の市場競争において技術的リーダーシップを維持するために、この技術変化の機会を積極的に捉え、戦略的開発計画に MIM 技術を組み込む必要があります。