セラミック射出成形
セラミック射出成形（CIM）は、セラミック粉末とプラスチックバインダーを組み合わせ、射出成形によって一定の強度と密度を持つ部品を製造する製造プロセスです。
セラミック射出成形（CIM）技術は、1970年代の金属射出成形（MIM）技術の発展に似ていますが、粉末射出成形（PIM）技術を主軸とし、ポリマー射出成形技術を基盤として、より成熟した発展を遂げています。複雑な形状の製品を製造でき、寸法精度が高く、加工が少なく、表面仕上げが容易で、大量生産に適しており、コストが低いため、今日、国際舞台で最も急速に成長し、最も広く使用されているセラミック部品の精密製造技術となっています。このセラミック製造技術は、特にアルミナセラミックスの製造に広く使用されています。
セラミック射出成形は、プラスチック射出成形と粉末冶金という2つの確立された技術を組み合わせたものです。CIMプロセスにより、複雑な形状のセラミック部品が製造され、企業の多様なニーズに対応できます。
ジルコニアセラミックは、ZrO2セラミックまたはジルコニアセラミックとも呼ばれ、室温では高い融点と沸点、高い硬度、絶縁性があり、高温では導電性を示すなど、優れた特性を持っています。
飼料の準備： 適切な有機担体（異なる特性および機能を有する有機物質）をセラミック粉末と一定の温度で混合し、乾燥し、造粒して注射用飼料を得る。
射出成形：混合された射出混合物を射出成形機内で加熱して粘性の溶融物に変え、一定の温度と圧力の下で高速で金型に射出し、冷却して固化させて必要なブランクの形状にした後、型から取り出す。
脱脂： 加熱などの方法により、射出成形されたブランク内の有機物が除去されます。
焼結: 脱脂されたセラミックビレットを高温で高密度化および焼結し、必要な外観形状、寸法精度、微細構造を備えた高密度セラミック部品を得ます。
市場の需要と顧客ニーズの増加に伴い、DYT で利用できる素材の範囲は着実に増加しています。
その中には、アルミナ、ジルコニア、WC、SiC などの高純度酸化物や炭化物、強化アルミナ、安定化ジルコニアなどがあります。
セラミック材料：Al2O3、ZrO2
| 材料 | カラー | 密度（g/cm³） | 硬度（HV10） | 曲げ強度/Mpa | 破壊靭性（Mpa/m1/2） | 比誘電率 | 熱伝導率（W/m·K） | 耐高温性（emp./℃） |
| ジルコニア | カスタマイズ可能 | 5.9~6.1 | 1150~1400 | 700~1300 | 5~15 | 25~35 | 2~8 | 1000 |
| 95# Al2O3 | カスタマイズ可能 | 3.4~3.6 | 1600~1800 | 300~400 | 2~4 | 8~10 | 18~25 | 1500 |
| 99# Al2O3 | カスタマイズ可能 | 3.7~4.0 | 1800~2100 | 350~450 | 2~4 | 8~10 | 25~35 | 1600 |
セラミック射出成形材料の特性
肌に優しい優れた美学
熱伝導率が低いため、肌との接触が快適（冷たさや熱さを感じない）で、アレルギー反応も起こさないため、ウェアラブルデバイスや医療用途に最適です。
精密な仕上げにより鏡のような光沢を実現し、PVD (物理蒸着法) によりクラシックな白から鮮やかなメタリック色まで色をカスタマイズして、エレガントで高級感のあるデザインを実現します。 無毒、安全、多用途
生体適合性と不活性性を備えたジルコニアセラミックは、医療・歯科インプラント、機械部品、通信、高級アクセサリー、化学工学、新エネルギーシステム、航空宇宙など、幅広い分野で採用されています。その適応性は、安全性と耐久性が不可欠となるハイリスクな産業にまで及びます。 優れた機械性能
100% は、ロックウェル硬度が約 85HRA (サファイアの 2 倍の強度) で、傷や摩耗に強いです。
優れた曲げ強度 (最大 1,200 MPa) と靭性 (4～10 MPa·m½) を備え、軽量かつ精密でありながら脆い代替品よりも優れています。 強化された電気伝導性
サファイアの 3 倍の電気伝導率により、優れた信号感度とゼロ EMI (電磁干渉) シールドを実現します。これは、5G アンテナ、ワイヤレス充電コイル、スマートフォンやウェアラブルのセンサー統合に不可欠です。 コスト効率の高い精密機械加工
高度な成形と焼結により、±0.002% の寸法精度 (ミクロンレベルの精度) を実現し、生産コストはサファイアの 1/4 で、大規模に高級グレードの品質を提供します。
セラミック射出成形の利点
CIM の利点は次のとおりです。
- 複雑なコンポーネント。
- ますます厳しくなる材料および製品設計要件に対して、独自の経済的なソリューションを提供します。
- 優れたバッチ間の再現性とプロセス能力により、+/-0.5% の許容範囲を実現します。
- 追加の仕上げ工程を必要とせず、高い表面仕上げ品質を実現します。
- 優れた材料性能、高硬度、高機械的強度、耐摩耗性、耐腐食性、耐候性、寸法安定性、高動作温度、優れた電気絶縁性。
- 金属化されたアプリケーションに使用できます。
セラミック射出成形部品は、一貫した品質を維持しながら複雑な形状に成形できるため、さまざまな業界で応用されています。
CIMプロセスの用途は事実上無限です。セラミックは高い曲げ強度、硬度、そして化学的不活性性を備えているため、耐腐食性と耐摩耗性に優れ、長寿命の製品を生み出すことができます。セラミック製品は、電子部品組立、工具、光学・歯科用途に加え、通信、計測、化学、繊維産業にも利用されています。
セラミック射出成形医療機器用途
セラミック材料の特性により、CIM コンポーネントは高い硬度、優れた耐摩耗性、生体適合性を備えており、インプラントや歯列矯正用途に適しています。
セラミック射出成形コンシューマーエレクトロニクスアプリケーション
代表的な用途としては、セラミックコンデンサ、断熱材、光ファイバー用フェルールなどがあります。
セラミック射出成形自動車用途
一般的な用途としては、セラミックワッシャー、セラミックバッテリーキャップ、Eバイク/自転車ブレーキシステム用のセラミックシールなどがあります。
セラミック射出成形の将来の応用シナリオ
医学: 自然な骨密度を模倣した生体適合性のある歯冠と股関節インプラント。
テック: ワイヤレス充電に対応した傷防止スマートフォンバックプレート (例: Xiaomi の Mi Mix Alpha)。
贅沢: 生涯にわたって輝きと滑らかさを保つ低刺激性のジュエリー。
航空宇宙: 2,700℃の融点を活かしたジェットエンジン用耐熱部品。
セラミック射出成形（CIM）は従来の方法に比べて多くの利点を備えており、高品質のセラミック部品を必要とする自動車、医療、家電などの業界にとって不可欠なプロセスとなっています。これらの先進的なセラミックは、柔軟性、材料強度、そしてコスト効率に優れており、メーカーにとって最適な選択肢となっています。
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