射出成形

セラミックスの射出成形とはどんな成形方法なのか、その概要とメリットやデメリットをご紹介します。また、ほかのセラミックス成形方法との比較した場合のメリットやデメリットについてもご紹介します。

射出成形とはどんな成形方法？

射出成形は、原料のセラミック粉末にバインダーと水分を加えて混錬したコンパウンドを樹脂の融点以上に熱した状態で金型内に射出・充填し、金型内で冷却・固化を行う成形方法です。

射出成形に使われる粉末材料

射出成形では、アルミナやジルコニアをはじめ、窒化アルミや窒化ケイ素、リン酸カルシウムなどさまざまな粉末材料が使用されます。

射出成形のメリット・デメリット

射出成形のメリット

機械工程が少ない

射出成形では、型を外した後の機械工程がほとんど必要ありません。

寸法精度が高い

射出成形では、精度の狂いを小さく抑えられるという強みがあります。粉末材料とバインダーを混錬したコンパウンドに圧力をかけて金型内に射出・充填するため、コンパウンドの密度を一定に保ちやすいためです。

複雑な形状に対応

小さな注入口からコンパウンドを充填する射出成形は、金型の自由度が高く、三次元の複雑形状にも対応可能です。

射出成形のデメリット

初期費用とリードタイムが必要

射出成形は金型を使う成形方法のため、金型製作のコストとリードタイムが必要になります。

成形サイクルが長い

射出成形に使用するコンパウンドは、バインダーの含有率が高いために脱脂に時間がかかり、トータルの成形サイクルが長くなります。

他成形方法とメリット・デメリットを比較

プレス成形との比較

射出成形は、プレス成形より複雑な形状に対応できますが、脱脂時間はプレス成形より長くなります。

プレス成形では、上下パンチで加圧することから、三次元方向の複雑形状には対応できません。しかし、射出成形はプレス成形よりバインダーの含有率が高いため、脱脂時間が長くなります。

鋳込成形との比較

射出成形は、鋳込成形では対応できない複雑形状の成形が可能です。しかし、射出成形には金型が必要なことから、鋳込成形の方が低コストとなります。

押出成形との比較

押出成形と射出成形では、対応する形状が異なります。押出成形は柱状・パイプ状の成形を行う手法であるのに対して、射出成形は長尺パーツには不適です。

まとめ

射出成形は、セラミック粉末とバインダー、水分を混錬して熱した溶融コンパウンドに、圧力をかけて金型内に射出・充填する成形方法です。

成形後の機械加工がほとんど必要なく、寸法精度が高い、複雑形状に対応可能といったメリットがありますが、ほかの成形方法よりバインダーを多く使用するため、脱脂に時間がかかります。