黒線（ブラックライン）は、金属粉末射出成形(MIM)における一般的な表面欠陥の１つです。これは粉末バインダー相の分離により、粉末の分布が不均一になることが原因です。黒線のほとんどはフィードストックをキャビティ内に射出する時にすでに発生していて、製品表面に黒線を観察できます。しかし通常は、この欠陥は焼結の最終段階まで発見されません。しかしこの段階で発見されても遅すぎます。

黒線が発生する領域の粉末濃度は低く、バインダー濃度は比較的高くなります。焼結時にこのような領域には表面欠陥が発生したり、機械性能が低下しやすくなります。製品設計がますます複雑になっているため、黒線のような欠陥を解決するためにトライアンドエラーを繰り返すことは、コスト面の負担が大きくなります。よって品質検証のために、焼結の前にグリーンパート（未焼成製品）の特性を正しく理解することが重要になります。

以下はファンゲートMIM製品のケーススタディです。ここではMoldex3D Powder Injection Molding (PIM) ソリューションを活用して、黒線を検証する方法を紹介します。粉末濃度とせん断率の解析結果から、製品表面の粉末濃度は均一であることがわかります。しかしゲート近くのせん断率が高いことがわかります。これは粉末濃度を不均一にする原因になります。このような部分には黒線が発生しやすくなります。Moldex3D PIM ソリューションを使えば、メッシュモデルと材料特性および成形条件にリンクを簡単に作成できます。Moldex3Dの成形条件パラメータを最適化することで、黒線の原因を理解し、黒線が発生する部分を予測することが可能になります。

Fig. 1 (a) ファンゲートジオメトリモデル (b)粉末濃度分布の解析結果 (c)せん断率分布の解析結果

下図は黒線のシミュレーション結果と実際の成形品の比較です。この図から製品および金型を実際に製造する前に、CAEシミュレーションソリューションを使って製品設計および金型設計を検証することができることがわかります。Moldex3D についてのさらなる情報は、ウェブサイト（ www.moldex3d.com ）を参照してください。あるいはオンラインの問い合わせフォームをご利用ください。

Fig. 2 Moldex3D シミュレーション結果と実際の成形品での黒線の比較