【珈琲ブレイ句】MIMの品質は２つに分解できます。それは「設計品質」と「製造品質」です。この２つは分離して対応しましよう。設計品質の不適合を、下流の製造工程で改善することはできません。初期流動管理を終了させてから製造部門の品質管理へバトンが渡されるのです。
設計品質：MIM部品の素形材形状設計（MIM用にVE設計しているか）、金型方案設計（MIM不良が発生しない方案になっているか）、金型寸法設計（拡大率、伸び尺が適切に使われているか）、工程設計（QC工程表の最適化）、金型製造品質の検証
MIM製造品質：製造品質管理QC、工程内検査・管理、出荷検査、品質改善
【珈琲ブレイ句】工程能力指数は、規格の幅に対する製品のバラツキ分布の大きさ（精度、精密さ）と平均値の偏り（真度、正確さ）を評価する指標です。工程能力指数が1.33を超えると工程は安定していると判断されます。計算式はQC３級のテキストで復習していただくとして、表題について説明します。
MIMの工程能力指数にCpkを使う理由：MIMは金型転写だから。金型の寸法が初めから偏っていたら、製造部門で調整・制御することはできません。金型の精度に依存するのです（方案設計含む）。つまり金型が命なのです。製造部門で管理する寸法品質は、収縮率とスランプ変形ぐらいです。寸法を成形条件で調整すると充填不良（ウエルド、ヒケ等）やオーバーパッキング（抜け不良、バリ等）が発生しますので、現場任せにせず金型を修正しましょう。ちなみにCpkのｋはカタヨリのKで日本語です。
AMはCpを使う理由：AMはバラツキ分布の平均値と規格中心とのカタヨリを簡単に補正すことができるのでCpが使えるのです。NC制御の加工機械と考え方は同じです。また、バラツキはAMの積層条件で改善できる可能性があり、当然平均値も動きますので、CpとCpkを評価値としてパラメータ設計（タグチメソッド）等で最適化することをお薦めします。ただし技術開発（パラメータ設計）は規格を意識しないのでβ^2/σ^２等のSN比で感度とバラツキの最適設計を行います。
関連BLOG： 品質は「分散」と「平均値」の合わせ技で決まります
【珈琲ブレイ句】MIMや金属３D造形で頻繁に登場するアシスタント的工法があります。それは、ショットブラストとショットピーニングです。わかりやすく２つの違いを説明します。加工対象をMIMとMetal AMだけに絞り、ショットブラスト投射材はガラスビーズだけにしています。
《抽象的なフワっとした説明》
ガラスビーズ・ショットブラストは優しく表面を綺麗にする。ショットピーニングは乱暴に表面を強くする。
《具体的説明》
ガラスビーズ・ショットブラストは、空気流の差圧力を利用して、ガラスビーズをセラミックノズルから噴射させて、被加工物の表面のスケールを除去したり、表面あらさを向上させる工法です。空気圧は減圧することを薦めます。圧力が高いとMIMの表面あらさが逆に劣化します。またガラスビーズは割れて粉末化するので交換管理が必要です。調質鋼では、すこ～し硬度が高くなります。
ショットピーニングは、メカ的（空気加圧式、回転インペラー式）に、鋼球を高速に加速して被加工物の表面に当て、表面を改質するものです。表面は微小な凹凸になり圧縮応力が残り硬度や疲労強度が向上します。さらにヒートショック対策としても効果が期待されています。圧縮残留応力は材料力学的には有利ですが、片側だけに投射するとメチャクチャ「反り変形が発生」しますので実験計画法等によるピーニング条件の最適化は必要になります。
本BLOGの守備範囲ではないが、レーザー照射で粉末を焼結造形するDED（金属３Dプリンター）を掘下げる。そして、MIMと比較してMIMの優位性を考える。
『DEDの製造工程（一例）』①トポロジー形状最適化設計（計量化、ラティス構造、水流配管設計、一体化） ②積層造形形状修正設計（シミュレーションによる変形予測、サポート付加、肉厚およびL/Dの修正、機械加工クランプ部確保） ③金属３D造形（DED） ④サポート除去加工 ⑤熱処理（応力除去、時効処理、窒化処理） ⑥表面処理（ショットブラスト・表面あらさ改善、ショットピーニング・表面あらさ改善＆硬化） ⑦機械加工（エンドミル加工、放電加工、流体研磨） ⑧検査（同時造形試験片の強度試験、カラーチェック、X線CTスキャン）
【珈琲ブレイ句】JAXAがDEDを使って製造した月面探査機SLIMの脚は「ラティス構造体」で高強度＆最軽量ですが、これはMIMでの製造は困難です。軽く作るだけならば「ポーラスMIM」もありますが、大きさにも限界があるので採用されないでしょう。高機能金型の水冷配管も小さな金型であれば樹脂中子を使えば技術的には可能ですが、金型費用が掛かるのでランニングコストが高くり、一点物の金型には採用されないでしょう。
しかし、MIMも当然優れています。MIMがDEDより優れていること５選。①造形後に残留応力や表面性状劣化が無い。②造形物の内部品質が良い（ちゃんと成形すれば）。③サポート切断が不要（MIMアシスト変形駒法＊１）。④使える材質が多い。⑤表面あらさがRa1.5～２μm（Rmax6～8）と良い。
『まとめ』やっぱり量産の３D形状部品はMIMに任せてください。トポロジー最適化設計の航空宇宙部品や高性能金型用の水冷配管はDEDに一任させていただきます。
＊１ MIMアシスト変形駒法、MIM指南書 P30 図2.14
【珈琲ブレイ句】圧粉焼結PMの金型にはゲートは存在しません。しかし同じ粉末冶金でも金属粉末射出成形の金型には多種多様なゲートが存在します。
それでは「ゲートは何のためにあるのか」を深く考えてみます。できるだけ抽象的概念で考えた方が勉強になるはずです。ゲートの目的と機能また副次的作用をまとめておきます。
◆射出成形金型のゲートの目的と機能 5選◆
①射出成形機から金型内部へ成形材料を流し込むためのスプルー・ランナーから接続する最終解放口。
②スプルー・ランナーおよびゲートの方案設計により材料の流れ速度を制御する。
③スプルー・ランナーおよびゲート方案設計およびゲートの大きさにより圧力損失を制御する。
④射出成形および保圧を十分にかけた成形体品質を維持するために相対的に早く固化し成形体材料の逆流を阻止する。
⑤ゲート位置を方案設計上の流れ経路を制御する設計因子とし、ウエルド合流点、最終充填位置とガス逃げ位置を制御する。
【珈琲ブレイ句】昔のはなし。小物のMIM成形体を高品質で成形するためにプリプラ方式（Sodick Vライン）の射出成形を導入したことがあります。Sodickは放電加工機等を造っている世界的メーカーなので射出成形機も常識に囚われないユニークな機械を創るものだと惚れ込んで導入しました。
《大問題発生》導入して数週間後に大問題が発生しました。プランジャ（ピストン）がロックしてビクとも動かなくなってしまったのです。原因は、バレル内径とプランジャ外径との隙間△に金属粉末が嚙みこんだためでした。対策は、不本意ながらプランジャ外径を少し小さく追加研磨し隙間△を大きくしてもらいました。MIMの場合は隙間△は、プラスチック仕様より大きくする必要があるのです。
《改善されていた》近年、「ｍ：MIM」なるMIM専用機が登場しました。追加仕様として、プランジャ後部に温度制御が付けられています。これは、射出抵抗を減少させ材料排出量を減らすものです。凄いのは、この追加仕様部分だけを既存のVラインに後付けもできるところです。Sodickは日々研鑽しており流石一流日本企業です。 注意：欠点（利点？）もあります。射出成形するたびに成形材料が隙間△を通りプランジャ後部から漏れる「うんち漏れ」があります。少量なので私は気になりませんでした、それより古い材料が新しい材料に混入しないという利点を優先しました。
補足：通常のインライン射出成形機でも全く問題なくMIM成形することが可能で、ほとんどのＭＩＭメーカーはインラインが主流です。さらに、バリを気にしなければ単純な油圧式射出成形機でもMIM成形は可能です。マシンタイムはメチャクチャ伸びますが、むしろ凝固中に保圧をかけ続ける結果となるので良質な成形体を作ることができます。
2017年から開設した『日曜MIM知る』は、「ブログ閲覧数7万達成」という節目を迎え、デザインを全面リニューアルしました。今後も3つの目標を掲げ、更なるグレードアップを目指します。
《リニューアル内容》①落ち着いた見やすい配色と配置にしました。②１ページ３つのブログ表示にしました。③Topページのフッターに、過去30日間の人気投稿トップ10を載せました。
《３つの目標》①MIMを知ってもらう活動をする。②MIMを始めたい人をバックアップする。③MIMの品質向上と不良低減のサポートをする。
