제품 정보

MST PRODUCTS

MST 기술로 제작되는 소량 로트, 저비용의 대형 소결부품.

  • 독자적인 대형 CNC 다단 성형 프레스 시스템을 중심으로 한 충전, 성형, 소결의 토털 기술입니다.
  • 용제제에 가까운 기계 강도를 자랑합니다.
  • 기존 기계식 성형 프레스 이상의 고정도에서 제작이 가능합니다.
  • 4가지 특장점
  • 제작 사례
  • 비용 절감
  • 제작 가능한 조건
  • MST 기술

충전, 성형, 소결의 토털 기술(MST 기술)을 이용해
높은 기계 강도를 자랑하는 대형 소결부품도 소량 로트, 저비용으로 제공합니다.

특장점1  고밀도 CNC 프레스, 고출력, 균일 충전에 의한 고밀도화.

소결부품의 강도는 밀도, 소결 조건, 합금 원소, 열처리 등에 의해 결정되는데, 특히 밀도가 중요한 요소입니다. MST PRODUCTS는 1회의 성형, 소결(1P-1S)로 고밀도로 할 수 있습니다.

밀도 6.6g/cm³의 기공

※검은 부분이 기공

밀도 7.1g/cm³의 기공

※검은 부분이 기공

밀도 6.6g/cm³의 비틀림 평가

밀도 7.1g/cm³의 비틀림 평가

특장점2  고정도 CNC 프레스, 균일 충전, 최신 철분에 의한 고정도화.

MST PRODUCTS는 CNC 성형 프레스 시스템과 독자적인 균일 충전 기술로 지금까지 기계식 성형 프레스로는 불가능했던 정도로 제작됩니다. 또한 최신 철분 재료로 안정적인 치수를 확보하고 있습니다.

통상 소결의 높이(프레스) 방향에서의 정도와 MST PRODUCTS 기준치에서의 불균일량

불균일량

※측정품의 기준 치수는 5mm.
※정도는 JIS B 0411(치수 구분 6mm 이하)에 따름.

특장점3  복잡 형상 CNC 프레스에 의한 다단 성형으로 복잡 형상이 가능.

MST PRODUCTS는 압력, 위치, 속도를 컴퓨터로 제어하는 CNC 다단 성형 프레스 시스템으로 형성됩니다. 때문에 기존에 곤란하다고 여겨졌던 복잡 형상이나 아스펙트비가 큰 부품도 제공 가능합니다.
또한 CNC 제어를 통해 최종형상(net shape)률이 높은 부품을 낭비 없이 안정적인 품질로 제작할 수 있어 친환경적인 기술입니다.


분말 충전

분말 이동

압축 성형

취출

특장점4  고경도 Sinter Hardening 재료를 사용하여 고밀도화와 고경도가 가능

고경도를 얻기 위해서는 열처리를 하는 것이 유효합니다. 그런데 소결 후에 실시하는 열처리는 코스트가 높아지는 요인 중 하나였습니다.
MST PRODUCTS는 소결 공정 시의 가속 냉각 기능을 이용함으로써 Sinter Hardening 재료를 유효하게 활용할 수 있습니다.

가속 냉각하지 않음

가속 냉각함

사례1  고밀도 스프로킷

  • 【재 료】오리지널 블렌드 철분
  • 【질 량】0.75kg
  • 【밀 도】7.1g/cm³

애프터마켓용 부품으로서 자동차용 캠 체인 스프로킷에 사용

사례2  고정도 용적형 펌프 스테이터

  • 【재 료】오리지널 블렌드 철분
  • 【질 량】0.6kg~1.8kg
  • 【밀 도】7.1g/cm³

정도가 엄격하여 기존에는 기계 가공으로 제작됨.
하지만 정도가 좋게 성형이 가능한 MST 기술로 추가 공정 없이 제작 실현. 하나의 형태로 용적형 펌프용의 두께가 서로 다른 부품 제작이 가능.

사례3  복잡 형상 가솔린용 펌프 로터

  • 【재 료】오리지널 블렌드 철분
  • 【질 량】1.2kg
  • 【밀 도】7.1g/cm³

기존 분말 야금 부품으로는 생각할 수도 없는 고아스펙트 형상의 제작이 가능. MPIF로 설계상을 수상한 획기적인 형상.
※ MPIF … 미국 분말야금공업협회

사례4  고경도 기어

  • 【재 료】Sinter Hardening 철분
    (당사 오리지널)
  • 【질 량】0.6kg
  • 【밀 도】7.3g/cm³
  • 【경 도】HRC30 이상

기계 가공으로 제작한 기어에 열처리를 했었는데, 소결 공정 시 가속 냉각을 이용해 담금질이 가능.

이점1  수량 로트 500개 이상

형태에 따른 프레스 성형이기 때문에 형태 교환이 필요합니다. 준비 시간 등을 고려하면 로트당 500개 이상의 수량이 비용 절감을 얻기 쉽습니다.
기준 견적 로트 수는 1,000개입니다.
【로트 수량과 가격 %의 관계(기준)】
500개…로트 110% / 1,000개…로트 100% / 2,000개…로트 95%

이점2  총 생산 수량이 10,000개 이상

금형 비용을 200만 엔이라고 했을 때 10,000개를 제작해도 1개 당 200엔이 들므로, 총 생산량은 전체 코스트의 커다란 요인이 됩니다.

이점3  질량이 0.5kg 이상

MST PRODUCTS의 성형 시간은 크기에 그다지 영향을 받지 않습니다.
그래서 재료비 이외의 러닝 코스트는 일정합니다.
전체 코스트와의 균형을 고려하면 0.5kg 이상의 부품이 비용 절감을 얻기 쉽습니다. 현재 최고의 코스트 퍼포먼스 부품은 질량 1.4kg의 부품입니다.

이점4  압축하는 펀치면 형상이 평면의 조합으로 복잡한 것

펀치면은 복수 펀치를 CNC로 제어하기 때문에 복잡한 형상이 가능합니다.
현상 밀링 커터 등으로 가공하고 있는 경우 상당한 비용 절감을 기대할 수 있습니다.

이점5  강도가 부족해서 소결화 할 수 없는 것(밀도가 7.0g/cm³ 이상인 것)

밀도를 높이면 같은 재료라도 1.5배 정도의 강도를 얻을 수 있습니다.
그로 인해 기존에 소결부품화가 불가능했던 것도 제작할 수 있게 됩니다.

이점6  프레스 기계의 출력이 부족해서 소결화 할 수 없는 것(직경 80mm 이상인 것)

대형 프레스로 성형하므로 폭이 큰 부품도 제작 가능합니다.
제작 가능한 경우엔 크기가 클수록 비용 절감을 얻기 쉽습니다.

― 비용 절감을 얻기 어려운 사례 ―

대부분의 기계 가공 부분이 IT7급보다 좋음
MST PRODUCTS에서 저코스트로 제작 가능한 정도는 폭 방향으로 7~8급 수준입니다. 대부부의 공차가 7급 이상인 경우, 다른 소재와 마찬가지의 기계 가공이 필요해지므로 코스트의 차이가 나타나기 어렵습니다.
형태로 불가능한 형상이 많음
탭이나 언더 컷은 불가능하므로, 기존과 동일한 가공이 필요합니다.
통상의 소결로 만족하고 있음
재료비는 같지만 MST PRODUCTS는 유압 성형 프레스를 사용하기 때문에 통상의 소결부품보다 생산성이 떨어집니다. 그 때문에 부가가치가 없으면 코스트업이 됩니다.

조건1  철계 부품

MST PRODUCTS는 현재 철계 소결부품을 주로 제작하고 있습니다. 최다 부품은 Fe-Cu계 부품으로 C0.6% 포함되어 있습니다. 물론 열처리도 가능합니다. 또한 스테인리스 300계 부품이나 그 밖의 재질로도 제작 가능합니다.

조건2  상하 펀치로 성형할 수 있을 것

MST PRODUCTS는 상하 펀치의 압축에 의한 프레스 성형입니다. 높이 방향에 대한 형상의 자유도는 크지만 폭 방향의 언더 컷이나 구멍은 기본적으로 추가공이 됩니다.

조건3  높이 방향 치수 최대 80mm 정도일 것

부품의 높이 방향은 500t 프레스 최대 40mm, 1,000t 프레스 최대 80mm 정도까지입니다. 단, 이 값은 단순 형상의 경우로 복잡 형상일 때는 한층 제한됩니다. 또한 저밀도의 경우는 80mm 이상 가능한 경우도 있습니다.

조건4  펀치 면적 1000mm² 이상일 것

MST PRODUCTS용 프레스기는 대형 프레스(500t, 1,000t)이기 때문에 너무 작은 부품은 좋지 않습니다. 부품의 펀치 면적은 최저 1000mm²(직경 40mm 정도) 필요합니다.
※제작 가능한 크기는 형상이나 필요 정도에 따라 크게 좌우되므로 한마디로 말할 수는 없지만, 직경 200mm의 부품까지 제작했던 실적이 있습니다.

조건5  측면에 추출 각도(draft angle)가 없을 것

상하 방향으로 압축하므로 측면에 추출 각도가 없습니다. 측면에 테이퍼가 필요한 경우는 반드시 스트레이트 부분이 필요합니다.

조건6  시험 제작 소재 마련

시험 제작과 검토 시의 금형비는 코스트가 들지만, MST PRODUCTS에서는 고밀도의 특장점을 살린 시험 제작 소재를 마련할 수 있습니다. 아래의 시험 제작 소재를 가지고 기계 가공으로 시제품을 제작해서 평가가 가능합니다.

500t 프레스 … 바깥지름 φ80mm/두께 10~50mm
1,000t 프레스 … 바깥지름 φ105mm/두께 10~70mm

― 주의할 필요가 있는 사례 ―

충격 부하가 걸림
고밀도 MST PRODUCTS는 자동차 부품의 톱니 등에 채용되는 경우도 있으며, 기존 소결부품에 비해 충격 부하에 강합니다. 단, 기공이 존재하고 있기 때문에 용제재와 비교하면 충격 부하에 약하므로 주의가 필요합니다.
처리액이 침투함
MST PRODUCTS는 밀도가 높은 부품으로, 기존 소결부품보다는 표층에 존재하는 기공 수가 적지만, 액체에 담그면 그 기공에서 내부로 액체가 흘러 들어가고, 그 후 내부에서 스며나온 처리액이 표면을 거칠게 하는 경우가 있습니다. 사전에 아크릴계 수지를 기공에 침투시켜 기공을 막는 처리를 함으로써 방지할 수 있습니다.

MST 프레스(500t, 1000t)

고출력 CNC 다단 성형 프레스로 고밀도, 고정도, 복잡 형상, 고강도의 소결부품을 성형합니다.

연속식 소각로

MST 프레스로 정형한 부품을 질소가스, 수소가스의 혼합 분위기에서 소결.
가열 후의 냉각 속도를 제어하여 Sinter Hardening(담금질) 효과를 가져옵니다.

 

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