図1:CRAC精密射出成形セラミック部品の展示ケース。CIMプロセスによって達成可能な設計の柔軟性と寸法精度を示しています。 部品には、ジルコニア、アルミナ、 ZTAの資料。

セラミック射出成形(CIM)とは何ですか?

セラミック射出成形(CIM)は、ポリマー射出成形技術とセラミック準備技術を組み合わせて開発された、ほぼネット形状のセラミックプラスチック成形方法です。 現代の粉末射出成形技術の一分野として、CIMは全く異なる2つの加工技術、すなわちプラスチックを統合した重要な学際的応用例です 射出成形およびセラミック焼結技術。 この統合により、製品設計は従来のセラミック成形プロセスの制約から解放され、低コストで複雑な形状の部品を以下から製造可能にします。 プラスチック成形に似た高度なセラミック材料を用いる。

基本的なCIMプロセスは、セラミック粉末と有機結合剤を混合して原料を形成し、それを従来の方法で射出成形して望ましいグリーン部品形状に成形することです 射出成形装置。 グリーン部分は結合剤除去(脱結合)を受けて有機成分を抽出し、その後高温焼結で最終的な高密度セラミック成分が得られます。 その結果、従来の機械加工やプレス方法では実現が困難または不可能な複雑な内外構造を持つ精密なセラミック部品が完成します。

CRACのCIM機能は、顧客の要件に応じて異なる材料、色、性能特性を持つ射出成形セラミック部品のカスタマイズを含みます。 これらの部品は生体適合性、優れた耐摩耗性、高い強度、そして多様な色彩を持つ特性を持ち、小型家庭用電化製品などに対応しています。 半導体製造、医療、高級消費財などです。

CIM技術の主な利点

CIMプロセスは、従来のセラミック成形法に比べて3つの基本的な利点を持ち、複雑で高精度なセラミック製造技術として好まれる製造技術となっています 構成要素:

射出成形セラミック材料の技術的パラメータ

CRACのCIMプロセスは、多様な先進セラミック材料に対応し、それぞれが特定の用途要件に適した独自の特性プロファイルを提供します。 以下の表は、利用可能な一次物質システムの主要な技術的パラメータを示しています。

CIM製造プロセス

CRACのCIMプロセスは、複数の精密製造段階を統合しており、それぞれに専用の品質管理チェックポイントがあります。 この体系的なアプローチにより、すべての射出成形セラミック部品が高性能に必要な厳格な寸法および材料特性の要件を満たすことが保証されます アプリケーション。

バインダー除去段階はCIMプロセスにおいて特に重要です。 CRACは、結合剤システムや部品形状に応じて、チャンバー炉での熱的脱着とプッシャープレートキルンでの触媒脱結合の両方を用いています。 脱着サイクルは、壊れやすい茶色(部分的に脱落した)部分のひび割れや水ぶくれ、変形を起こさずに有機結合剤を完全に除去できるよう厳密に管理されています。 その後の焼結工程では、部品をほぼ理論上の密度にまで高密度化し、金型設計で正確に考慮されたグリーン寸法から15〜20%の収縮が実現します。

CIMセラミック部品の応用分野

CRACの精密射出成形セラミック部品は、先進セラミック材料が持つ独自の特性を活かした7つの主要な応用分野に対応しています。 CIMプロセスの複雑な幾何学的能力:

1. セラミッククリッパーブレード

セラミッククリッパーブレードは、CIM技術の最も商業的に成功した応用の一つを示しています。 これらの刃は高い硬度と耐傷性、高温耐性、そして酸およびアルカリの腐食耐性を提供します。 最も重要なのは、セラミックブレードが金属イオンを放出しないため、皮膚が接触するパーソナルケア用途に最適であることです。 CIM製のセラミッククリッパーブレードは、ヘアクリッパーやカミソリなどの小型家庭用電化器に広く使われており、その軽量さ、刃の保持力、低アレルギー性が特徴です 特性は鋼鉄製品に比べて明確な利点を提供します。

2. 陶器ジュエリー作品

CIMは、バルクセラミックから加工するには実用的でない複雑な形状や細かい表面ディテールを持つセラミックジュエリーの製造を可能にします。 これらの部品は高い硬度、耐傷性、耐腐食性を示し、生体適合性、耐酸化性、非アレルギー性、そして低い感受性を備えています。 細菌の増殖。 陶器アクセサリーは、イヤリング、ネックレス、ブレスレット、衣類やスーツケースの補助アクセサリーなど、さまざまな分野で使用されています。 豊富な色(象牙、白、黒、ピンク)と複雑な三次元形状の作成能力により、CIMはセラミックジュエリーの理想的な製造プロセスとなっています。

3. セラミック時計の部品

スマートウェアラブルや高級時計の分野では、CIM製のセラミック部品が携帯電話の背面カバー、サイドキー、カメラの縁、ボタン、さらには時計ケースに適用されています。 ベゼルやバンド、クラスプに注目してください。 これらの部品は高い硬度と傷の抵抗性、高温・耐腐食性、強力な信号浸透性(スマートウォッチの接続に不可欠)、鮮やかな色彩を備えています オプションと滑らかな触感。 CIMプロセスにより、ラグジュアリー消費財に求められる精密さと表面仕上げを備えた薄壁で複雑なジオメトリーの時計部品の製造が可能となります。

4. セラミック毛細血管

では半導体分野CIMで製造されたセラミックキャピラリーは、半導体の製造プロセス全体、半導体ウェハーの準備・加工、前段階にわたり適用されています 半導体製造およびバックエンド半導体パッケージング。 これらの部品は高い強度、耐摩耗性、耐腐食性、静電気防止特性、そして卓越した材料純度を求めます。 CIMプロセスにより、精密な内部ボアと複雑な外部形状を持つ毛細管の製造が可能となり、自動化されたワイヤーボンディングプロセスを可能にします。

5. セラミックスプリットスリーブとフェルール

光通信の分野では、CIM製のセラミックスプリットスリーブが従来の光ファイバーコネクターのフェルールに適用されます。 これらの部品は超高次元精度、高い物理強度、優れた耐摩耗性、優れたアンチエイジング性能を求めます。 CIMプロセスは、光ファイバーコネクターフェルールに必要な厳密な公差を実現しており、サブミクロン単位の寸法精度が光信号の完全性を維持するために不可欠です 接続点。

6. 医療用セラミック部品

CIMが製造する医療用セラミック部品には、医療用充填セラミックポンプや矯正用部品が含まれます。 これらの部品は耐食性、耐摩耗性、低い熱膨張率(金属やプラスチックよりも耐熱性が高い)、高い硬度、高い破壊靭性、そして良好な性能を特徴としています 生体適合性。 医療治療や矯正治療において、CIMで製造されるセラミック部品は、医療機器用途に必要な精度、耐久性、生体適合性を提供します。 CIMプロセスにより、ポンプチャンバーやバルブシートなどの機能的な医療部品に必要な複雑な内部形状が可能になります。

7. 陶器の化粧品部品

美容・健康維持分野では、CIM製のセラミック部品が美容マッサージヘッドアクセサリーや健康維持マッサージ用のセラミックプレートなどに使用されています アプリケーション。 これらの成分は高い硬度、耐傷性、耐腐食性、生体適合性、耐酸化性、非アレルギー性、細菌増殖に対する感受性の低さを特徴としています、そして金属イオンの放出もありません。 CIMプロセスにより、複雑な曲線面を持つ滑らかで人間工学に合った形状のマッサージヘッドやプレートが製造され、ユーザーの快適さと製品の効果が向上します。

品質管理管理

CRACの射出成形セラミック部品の品質管理システムは、4つの管理領域を網羅し、初期設計から最終出荷までの包括的なカバーを保証します。

プロセス設計管理

• 工学図面に基づく技術プロセスの決定
• CIM生産に最適化された金型、治具、ジグの設計

原材料品質管理

• レーザー粒子サイズ検出器を用いた粒径解析
• ハロゲン水分計による含水量測定
• 精密バランスを用いたバルク密度検証
• 圧力試験によるプレス特性評価
• 精密バランスを用いたポリマー含有量の測定

生産プロセス管理

5つの生産段階(内部混合、射出成形、バインダー除去、焼結、精密加工)それぞれには、継続的に監視される専用のプロセスパラメータがあります そしてコントロールされていた。 温度プロファイル、圧力曲線、サイクルタイムは各生産ランごとに記録され、完全なトレーサビリティとプロセス最適化を可能にします。

倉庫検査管理

• 従来型製品:外観および寸法仕様検査
• 特定製品:赤色染料浸透試験または超音波(UT)非破壊検査による内部欠陥検出

CIMと従来のセラミック成形法の比較

よくある質問