금속 사출 성형(MIM): 공정, 응용 분야 및 장점

금속 사출 성형(MIM)은 플라스틱 사출 성형의 설계 유연성과 금속 부품의 강도 및 밀도를 결합한 기술입니다. 1970년대 기업가 레이먼드 웰치(Raymond Welch)에 의해 개척된 MIM은 미세하게 분쇄된 금속 분말을 폴리머 바인더 및 결합제와 혼합하여 복잡하고 고밀도의 부품으로 변환합니다.

금속 사출 성형 작동 원리

공정은 프리믹스된 피드스톡(feedstock)에서 시작됩니다: 금속 분말, 폴리머 바인더, 결합제의 혼합물입니다. 피드스톡은 펠릿화되어 호퍼로 공급되며, 폴리머가 연화될 때까지 가열됩니다. 용융 혼합물은 고압으로 정밀 제작된 몰드 캐비티에 주입됩니다. 재료가 냉각되면서 캐비티의 정확한 형상으로 굳습니다. 탈형 후, 바인더 제거 및 소결 공정을 거쳐 폴리머 바인더가 연소되고 금속 입자가 융합되어 이론적 금속 밀도의 99%에 육박하는 치밀한 니어 넷 셰이프(near-net-shape) 부품이 탄생합니다.

MIM의 주요 이점

• 고밀도: 이론적 금속 밀도의 최대 99%까지 달성 가능하여 우수한 강도와 내마모성 제공
• 복잡한 형상: 미니어처 힌지, 터빈 블레이드, 자동차 하우징 등 기존 가공으로는 비용이 많이 들거나 불가능한 복잡한 형상 제작 가능
• 중소량 생산에 비용 효율적: CNC 가공이나 다이 캐스팅보다 툴링 비용이 낮아 시제품 제작 및 저용량 생산에 적합
• 재료 다양성: 강철, 스테인리스강, 티타늄, 니켈 합금, 공구강 등 다양한 금속 가공 가능

일반적인 응용 분야

MIM은 자동차, 항공우주, 의료, 가전 분야에서 널리 사용됩니다. 안경 힌지, 소형 패스너, 베어링, 터빈 블레이드, 스텐트 스캐폴드 및 임플란트 하우징 같은 의료 기기 부품 등이 대표적입니다.

결론

3D 프린팅 워핑(Warping): 원인, 예방 및 해결 방법 3D 프린팅 베드 완벽 가이드: 빌드, 레벨링, 파트 분리 원리