금속 사출 성형(MIM): 현재 동향과 미래 기회

금속 사출 성형(MIM)은 미세 분말 금속을 바인더 소재와 혼합하여 '피드스톡(feedstock)'을 만든 후 사출 성형으로 성형하는 금속 가공 공정입니다.

복잡한 부품은 전체 공정 동안 단 한 단계에서 성형하면 됩니다. 성형 후 부품은 바인더를 제거하고 분말을 치밀화하는 조건화 작업(conditioning operations)을 거칩니다.

MIM 시장은 1986년 900만 달러에서 2004년 3억 8,200만 달러, 2015년에는 15억 달러 이상으로 성장했습니다. 최근 몇 년간 성장의 대부분은 아시아에서 이루어졌습니다.

이 글에서는 소비자 전자 및 IT 분야, 의료 및 교정 분야, 자동차 산업 세 가지 다른 분야에서 MIM의 현재 적용 사례와 미래 발전 트렌드에 초점을 맞춰, 귀사의 사업 방향 결정과 수익 증대에 도움을 드리고자 합니다.

1. 소비자 전자 및 IT 분야의 금속 사출 성형

작고 정교한 대량 부품에 대한 수요가 전자 분야에서 MIM을 번창하게 만들었습니다.

전자 산업은 금속 사출 성형 부품의 주요 사용자로, 아시아 부품 매출의 50% 이상을 차지합니다. 복잡한 형상의 커넥터가 현재 주요 MIM 제품이며, 전자 기기의 소형화는 더 나은 성능을 저렴한 비용으로 달성하기 위해 더 작은 부품을 요구합니다. 바로 여기서 금속 사출 성형이 강점을 발휘합니다.

실제 제조 공정에서 효과가 입증된 적용 사례를 소개합니다.

금속 사출 성형은 스마트폰용 라이트닝 커넥터 생산에 사용되며, 피크 생산 시 주당 수천만 개가 생산됩니다. 이 작고 복잡한 대량 부품은 다중 캐비티 금형으로 넷-쉐이프(net-shape) 생산이 가능합니다. 금속 사출 성형의 대용량 능력과 엄격한 공차를 따라올 기술은 거의 없습니다.

2. 의료 및 교정 분야의 금속 사출 성형

의료 분야는 MIM의 주요 적용 영역이며, 많은 소재가 MIM 기술과 뗄 수 없는 관계입니다.

2.1 교정 부품

금속 사출 성형의 첫 번째 주요 적용 분야 중 하나는 교정 브라켓(orthodontic brackets)이며, 여전히 업계의 주력 제품입니다.

이 작은 정밀 부품은 보통 316L 스테인리스 스틸로 제작되지만, 더 눈에 띄지 않는 외관을 위한 반투명 브라켓 제작에 세라믹 사출 성형이 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

2.2 이식용 금속 사출 성형 부품

약물 전달 장치와 관절 치환 같은 응용 분야를 위한 이식용 MIM 제품 개발에서 많은 진전이 있었습니다.

MIM-Ti6Al4V로 만든 이식형 주입 펌프의 바닥 플레이트는 펌프에서 가장 비싼 부품이며 여러 기능성 부품을 결합합니다.

기존 콜드 러너 툴로는 직경 78mm, 벽 두께 1mm라는 극한의 종횡비를 달성하는 것이 거의 불가능하지만, MIM 공정의 핫 러너로는 금형을 높은 신뢰성으로 완전히 채울 수 있습니다.

3. 자동차 산업의 금속 사출 성형

자동차 산업은 금속 사출 성형 부품의 주요 소비자가 되었습니다. 엔진, 변속기, 터보차저, 잠금 장치, 조향 시스템, 전자 시스템용 고강도, 고복잡성 부품에 대한 수요가 큽니다.

좋은 예는 MIM 로커 암(rocker arm)입니다. 로커 암은 가변 밸브 리프트 엔진에 사용되며 저합금강으로 만들어집니다. 중공 구조로 무게를 절감하는데, 이는 다른 공정으로 달성하기 어렵습니다. 가변 밸브 리프트는 엔진 성능을 향상시키고 연료 소비를 줄입니다.

일반적으로 과학의 지속적 발전과 이론 체계의 지속적 개선으로 MIM 기술은 더 많은 산업에 적용되어 부품 가공의 보편적으로 인정받는 수단이 될 것입니다.

이상이 MIM 기술의 주요 적용 분야와 발전 동향입니다. 유용하셨길 바랍니다! 질문 있으시면 아래 댓글 남겨 주세요.

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