Was ist Metallspritzguss (MIM)? Vollständiger Leitfaden für Konstrukteure

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Date：2026-07-17   Views：0

Was ist Metallspritzguss (MIM)?

Metallspritzguss (MIM) ist ein Near-Net-Shape-Fertigungsverfahren, das Metallpulver mit einem thermoplastischen Bindersystem zu einer formbaren Masse vermischt, diese in eine Spritzgussform einspritzt und anschließend durch Entbindern und Sintern zu einem dichten Metallbauteil verarbeitet. Das Verfahren kombiniert die Geometriefreiheit des Kunststoffspritzgusses mit den Werkstoffeigenschaften der Pulvermetallurgie und erreicht Sinterdichten von 95–98 % der theoretischen Dichte. MIM eignet sich insbesondere für kleine, komplexe Bauteile mit Gewicht von 0,1 bis 100 g und jährlichen Stückzahlen ab 10.000 Stück.

Die wichtigsten Merkmale des Metallspritzgusses im Überblick:

• Near-Net-Shape: Das Bauteil wird in einem einzigen Spritzvorgang nahezu endkonturnah geformt.
• Komplexe Geometrie: Hinterschneidungen, Querbohrungen und innere Strukturen sind ohne Zusatzkosten möglich.
• Hohe Dichte: Durch das Sintern bei 1300–1380 °C werden 95–98 % der Schmelzdichte erreicht.

ATMIK ist auf Metallspritzguss und präzise Metallfertigung spezialisiert und bietet den kompletten MIM-Prozess aus einer Hand.

Wie funktioniert das MIM-Verfahren Schritt für Schritt?

Der Metallspritzgussprozess besteht aus vier Hauptphasen, die nacheinander durchlaufen werden. Jede Phase beeinflusst die Bauteilqualität und muss exakt kontrolliert werden, um die angestrebten mechanischen Eigenschaften und Maßgenauigkeiten zu erreichen.

"Wie funktioniert Metallspritzguss?" — MIM verläuft in vier Schritten: Feedstock-Herstellung (Pulver + Binder), Spritzguss in die Form, Entbindern (Binderentfernung) und Sintern bei 1300–1380 °C auf 95–98 % Dichte.

Prozessschritt	Temperatur / Parameter	Ergebnis
1. Feedstock-Mischung	120–180 °C, Pulvergröße 10–20 µm	Homogene Spritzgussmasse
2. Spritzguss	Druck 60–150 MPa, Formtemp. 40–60 °C	Grünling (Rohling)
3. Entbindern	Thermisch 200–600 °C oder lösungsmittelbasiert	Braunling (Binder entfernt)
4. Sintern	1300–1380 °C, H2- oder Vakuumatmosphäre	Fertigbauteil mit 95–98 % Dichte

Beim Sintern schrumpft das Bauteil um 15–20 %, da die Poren verschwinden, die der Binder hinterlassen hat. Diese Schrumpfung wird bereits bei der Werkzeugauslegung durch einen Übermaßfaktor von 1,15–1,20 kompensiert. Die Vorteile des MIM-Verfahrens liegen vor allem in der Kombination aus hoher Geometriekomplexität und Werkstoffdichte.

Welche Toleranzen und Oberflächengüten erreicht MIM?

Die Maßgenauigkeit von MIM-Bauteilen wird maßgeblich durch die Sinterschrumpfung bestimmt. Da die Schrumpfung von 15–20 % nicht an jeder Stelle völlig gleichmäßig verläuft, liegen die as-gesinterten Toleranzen im Bereich IT8–IT11 (±0,03–0,15 mm für Abmessungen unter 25 mm). Durch nachgeschaltete Kalibrierverfahren (Prägen oder sizing) lassen sich kritische Maße auf ±0,02 mm (IT7–IT8) verbessern.

"Welche Toleranz erreicht MIM?" — MIM erreicht as-gesintert ±0,03–0,15 mm (IT8–IT11). Mit zusätzlicher Kalibrierung sind ±0,02 mm (IT7–IT8) an kritischen Funktionsflächen möglich.

Eigenschaft	MIM (as-gesintert)	MIM (kalibriert)
Toleranzbereich	±0,03–0,15 mm	±0,02–0,05 mm
Oberflächenrauheit Ra	0,8–1,6 µm	0,4–0,8 µm
Sinterdichte	95–97 % theoretical	97–99 %
Mindestwanddicke	0,5 mm	0,5 mm
Mindeststrukturgröße	0,1 mm	0,1 mm

Für Anwendungen, die engere Toleranzen als IT7 erfordern, kann eine Kombination aus MIM und nachfolgender CNC-Bearbeitung an kritischen Flächen die wirtschaftlichste Lösung sein. Die Oberflächengüte von 0,8–1,6 µm Ra as-gesintert ist für die meisten technischen Anwendungen ausreichend und kann durch Polieren oder Oberflächennachbehandlung weiter verbessert werden.

Welche Materialien sind für MIM verfügbar?

Die Materialauswahl für Metallspritzguss umfasst alle Legierungen, die zu feinem Pulver (typisch <20 µm) zerstäubt und zu nahezu voller Dichte gesintert werden können. Die am häufigsten verwendeten MIM-Werkstoffe sind rostfreie Stähle (316L, 17-4PH, 420), niedriglegierte Stähle, weichmagnetische Legierungen (Fe-3Si, Fe-50Ni) und Wolfram-Schwermetalllegierungen.

"Welche Materialien eignen sich für MIM?" — Die gängigsten MIM-Materialien sind 316L und 17-4PH Edelstahl, niedriglegierte Stähle sowie weichmagnetische Fe-Si- und Fe-Ni-Legierungen. Titan und Hochtemperaturlegierungen sind eingeschränkt verfügbar.

Material	Sintertemperatur	Typische Anwendungen
316L (austenitisch)	1360–1380 °C	Medizintechnik, Ventile, marine Bauteile
17-4PH (ausscheidungshärtend)	1300–1350 °C	Verriegelungen, Zahnräder, Sensoren
Fe-3Si (weichmagnetisch)	1250–1300 °C	Magnetkerne, Relaisteile
Wolfram-Schwermetall	1450–1500 °C	Auswuchtmassen, Strahlungsschutz

Für Standard-Edelstähle und niedriglegierte Stähle erreicht MIM schmiedeäquivalente mechanische Eigenschaften bei 95–98 % Dichte. Detaillierte Werkstoffdaten finden Sie in unseren Materialdatenblättern.

Für welche Bauteile eignet sich MIM besonders?

Metallspritzguss entfaltet seinen wirtschaftlichen und technischen Vorteil bei Bauteilen, die gleichzeitig komplex geformt und in größeren Stückzahlen benötigt werden. Die Entscheidung für MIM wird durch drei Faktoren bestimmt: Bauteilkomplexität, jährliche Stückzahl und Bauteilgewicht.

"Wann lohnt sich MIM?" — MIM lohnt sich bei komplexer 3D-Geometrie (Hinterschneidungen, Querbohrungen), Bauteilgewicht unter 100 g und Jahresbedarf ab 10.000 Stück. Unterhalb dieser Schwelle sind CNC-Bearbeitung oder Feinguss wirtschaftlicher.

Typische Anwendungsbereiche für MIM-Bauteile:

• Automobil: Einspritzdüsen, Sensorgehäuse, Verriegelungsteile mit komplexer Innenstruktur.
• Medizintechnik: chirurgische Instrumente, Klammernteile und orthodontische Komponenten aus 316L und 17-4PH.
• Verbraucherelektronik: Scharnierteile, Vibrationsgewichte und Mikrostrukturen für Wearables.

Für einfache prismatische Bauteile oder Stückzahlen unter 1.000 bleibt die CNC-Bearbeitung die wirtschaftlichere Wahl. Bei Bauteilgewichten über 100 g verschiebt sich der Kostenvorteil zunehmend zum Feinguss, da der Feedstock-Aufwand pro Bauteil steigt. Weitere Informationen zu den Vorteilen von MIM gegenüber anderen Verfahren finden Sie auf unserer Übersichtsseite.

Ist MIM das richtige Verfahren für Ihr Bauteil? Beantworten Sie 4 Fragen

1. Wie hoch ist Ihr Jahresbedarf?

- < 1.000 Stück → CNC-Bearbeitung (keine Werkzeugamortisation) - 1.000–10.000 Stück → Eiertanz, abhängig von Geometrie - > 10.000 Stück → MIM (Stückkostenvorteil entscheidend)

1. Wie komplex ist die Bauteilgeometrie?

- Einfache prismatische Form → CNC-Bearbeitung - Hinterschneidungen, Querbohrungen, innere Strukturen → MIM - Engste Toleranzen an wenigen Flächen → MIM + CNC-Endbearbeitung

1. Welches Bauteilgewicht liegt vor?

- < 0,1 g → Handlingkosten zu hoch - 0,1–100 g → Optimalbereich für MIM - > 100 g → Feinguss oder CNC wirtschaftlicher

1. Welche Toleranz wird gefordert?

- IT7 oder enger an mehreren Flächen → CNC-Bearbeitung - IT8–IT10 an den meisten Merkmalen → MIM (mit Kalibrierung) - Gemischt (großer Körper, enge Bohrungen) → Hybrid MIM + CNC Quick Q: Kann MIM mit CNC-Bearbeitung kombiniert werden? Ja. Eine bewährte Produktionsstrategie besteht darin, den komplexen Bauteilkörper im Metallspritzguss herzustellen und anschließend nur die kritischen Funktionsflächen—Bohrungen, Dichtflächen oder Gewinde—per CNC zu bearbeiten. Diese Hybridlösung kombiniert die Geometriefreiheit und Volumenwirtschaft des Metallspritzgusses mit der Präzision der CNC-Bearbeitung genau dort, wo sie benötigt wird. Das Ergebnis ist oft 30–50 % günstiger als reine CNC-Bearbeitung bei Stückzahlen ab 5.000. Quick Q: Wie lange dauert die Werkzeugherstellung für MIM? Ein MIM-Spritzgusswerkzeug kostet typischerweise 10.000–50.000 € und erfordert 4–8 Wochen Herstellungszeit. Die Werkzeugkosten werden durch die Stückzahl amortisiert—ab ca. 10.000 Bauteilen pro Jahr sinkt der Stückpreis deutlich unter den der CNC-Bearbeitung. Bei komplexen Bauteilen mit Hinterschneidungen, die mehrere CNC-Aufspannungen erfordern würden, amortisiert sich das Werkzeug bereits ab 2.000–5.000 Stück.

Benötigen Sie Unterstützung bei der Verfahrensauswahl? Das ATMIK-Team prüft Ihre Bauteilzeichnungen und empfiehlt das wirtschaftlichste Fertigungsverfahren. Besuchen Sie unsere FAQ-Seite für weitere technische Antworten oder laden Sie unsere technischen Unterlagen herunter.

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