（1）MIM 简介

金属粉末注射成形（Metal Injection Molding）是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域，集合了塑料成形工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科而成的一种零部件新型“近净成形”技术。它可以利用模具注射成形坯件，并通过烧结快速制造高精度、高密度、三维复杂形状的结构零件，能够快速、准确地将设计思想物化为具有一定结构、功能特性的制品，并可直接进行大批量生产。MIM 技术结合了塑料注射成形和粉末冶金等方法的技术优点，不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点，同时，克服了传统粉末冶金工艺制品材质不均匀、力学性能低、薄壁不易成形及结构复杂的主要缺点，适用于大批量生产小型、精密、三维形状复杂以及具有特殊要求的金属零部件的制造。

MIM 工艺已成为国际粉末冶金领域发展迅速、富有前景的一种新型“近净成形”技术，被业界誉为当今“最热门的零部件成形技术”。

（2）MIM 与 PM、PIM的关系

粉末冶金（PowderMetallurgy，简称 PM）是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等，是一种少无切削工艺。粉末冶金主要包括四大工艺：传统法、金属粉末注射成形（MIM）、金属增材制造（MAM）、等静压（IP）。

粉末注射成形（PowderInjection Molding，简称 PIM）是一种新的金属、陶瓷零部件制备技术。它是将聚合物注射成形技术引入粉末材料成形领域而生成的一种全新零部件加工技术。该技术应用塑料工业中注射成形的原理，将金属、陶瓷粉末和聚合物粘结剂混炼成均匀的具有粘塑性的流体，经注射机注入模具成型再脱除粘结剂后烧结全致密化而制得各种零部件。根据粉末注射成形过程中原料粉末的不同可以将其分为两大类，一类是陶瓷粉末注射成形技术（Ceramic Injection Molding，简称CIM），另一类就是金属粉末注射成形技术（简称 MIM）。

由此可见，金属粉末注射成形（MIM），属于粉末冶金（PM）的一个工艺类型，又属于粉末注射成形（PIM）的一个分类。

（3）MIM 的技术优势

传统金属加工技术如冷镦、锻压、冲压适合用于加工二维、零件结构简单的产品，对于三维、复杂形状产品的加工，存在一定的难度。CNC 技术无需模具设计制作，自由度及加工精度颇高，但材料浪费严重，且在加工超小件、三维造型复杂的零件方面耗时长、产量低、成本高。

相比之下，MIM技术近净成形，几乎无废料，可以用于大批量生产三维形状、复杂结构、精密尺寸的金属产品，设计自由度高，这也是 MIM 技术和其他金属加工技术相比较的优势所在。

对于复杂的零件，传统金属成形通常是先分解并制作出单个零件再组装， MIM 工艺通过整体加工、简化加工程序，经济性更强。而且，传统金属成形成本随着零件复杂程度上升而上升，MIM 工艺通过提升模具复杂程度保持成本不变，产品复杂程度越高，MIM工艺经济性更强，成本优势更明显。

（4）MIM 发展历程

金属粉末注射成形（MIM）是粉末注射成形技术（Powder Injection Molding，简称PIM）的一个分类。粉末注射成形是一个已经提出许久的成形概念，早在1872 年底就被提出，在 20 世纪 20 年代用于陶瓷热压铸制品的生产。随后的几十年间粉末注射成形主要集中于陶瓷粉末注射成形。

20 世纪 70 年代初期，美国 Raymond E. Wiech Jr.博士开始实施金属粉末注射成形技术的研究和产品开发工作，为 MIM 技术的实际应用与发展奠基，但当时该项技术还鲜为人知。直到1979 年，以 Wiech 博士作为联合创始人的 Parmatech公司首次发表 MIM 技术，并取得多项专利，其金属粉末注射成形产品在国际粉末冶金大会产品设计大赛中获得两项大奖，MIM 技术才开始受到粉末冶金行业的关注。但由于粉末原料价格太高、脱脂工艺时间长、产品易变形等问题还没有解决，其发展和应用较为缓慢。

为解决MIM 技术的难点，促进 MIM 技术实用化，20 世纪 80 年代中期，美国政府拨款支持 MIM 技术基础理论和应用基础的研究工作。随后日本、德国等也积极开展MIM 的开发研究。1986 年，日本 Nippon Seison 公司引进了 MIM 工艺。1990 年以色列 Metalor 2000 公司从 Parmatech 公司引进了 MIM 工艺技术，建立了 MIM生产线。

随着MIM 研究的不断深入以及新型粘结剂的开发、制粉技术和脱脂工艺的不断进步，MIM 工艺得到了较为快速地发展，到 20 世纪 90 年代初已逐步实现产业化。

国内金属粉末注射成形（MIM）技术的研究始于 20 世纪 80 年代末，当时国内先后有北京钢铁研究总院、北京科技大学、中南大学、北京有色金属研究总院、北京粉末冶金研究所、广州有色金属研究院等开展了 MIM 技术的研究工作。但受限于资金缺乏、加之于国外技术保密严格，很长一段时间没有取得突破性进展。

直到国家九五期间，MIM技术的研究首次被列入中国有色金属工业总公司高新技术计划。此后，国家 863 计划、国家科技攻关计划、国家军工配套科研计划、国家自然科学基金、国家教委跨世纪优秀人才培养计划、国家杰出青年科学基金等先后给予了该领域的研发资助，促使我国金属粉末注射成形研究工作突破了技术难关，取得了长足进步，并取得了一系列具有自主知识产权的技术发明和科技成果。小批量的产品也成功地应用到我国国防军工和民用领域，部分研究成果达到国际先进水平。

到20 世纪 90 年代末，中国兵器工业集团第五三研究所、北京钢铁研究总院以及中南大学等陆续设立 MIM 公司，形成批量生产，完成 MIM 技术由实验室向产业化发展的过程，应用技术更加成熟。2001 年引进德国先进的 MIM 专业设备组建了国内第一条工业规模化 MIM 生产线，开始大批量生产 MIM 产品，为军队装备升级换代生产了大量的 MIM 零件，为国防建设作出了突出贡献。

MIM 工艺在制备几何形状复杂、组织结构均匀、性能优异的近净成形零部件方面具有独特的优势，可以实现不同材料零部件一体化制造，具有材料适应性广、自动化程度高、批量化程度高等特点。目前 MIM 已成为国际粉末冶金领域发展迅速、最有前途的一种新型近净成形技术，被业界誉为当今“最热门的零部件成形技术”。

（1）全球 MIM 市场整体发展现状

近年来，在电子、汽车、医疗、五金、机械等多个领域的带动下，全球 MIM市场稳健增长。根据 Maximize Market Research 数据，2016 年全球 MIM 市场规模为 24.6 亿美元，2018 年市场规模增至 28.7 亿美元，预计 2026 年将达到 52.6亿美元，对应 2019-2026 年复合年均增长率（CAGR）为 7.87%。未来，在电子产品快速增长以及 MIM 制造零部件对传统工艺制造零部件替代等因素的带动下，全球 MIM 市场仍将保持向好发展。

从全球区域分布来看，中国 MIM 市场占全球市场的 40%左右，是全球最大的市场；北美和欧洲 MIM 市场占全球市场的 17%，也是全球重要的市场。

从下游应用来看，北美 MIM 应用主要分布在军火、医疗领域，市场占比分别为 33%、33%；欧洲 MIM 应用主要分布在汽车、军火领域，市场占比分别为22%、21%。

（2）我国 MIM 市场整体发展现状

随着 MIM 工艺技术的逐步成熟，以及对 MIM 技术认知程度的进一步加深， MIM 产品在电子产品、汽车、医疗、五金、机械等领域的应用逐步增多，自 2012年开始，我国 MIM行业开始飞速发展，市场规模也不断扩大。根据中国钢协粉末冶金分会数据统计，2020 年国内 MIM 市场规模增加至 73 亿元，与 2019 年相比增长 9.0%。根据立鼎产业研究中心预计，2026 年 MIM 市场规模将达到 141.4亿元。

从下游应用来看，中国 MIM 的市场应用与欧美市场存在较大差异，主要分布在消费电子领域，2020 年手机继续保持着最大份额但略有下降，电脑、智能穿戴及涉军工类产品占比则大幅度增加，医疗及汽车类产品略有上升，五金机械类产品则明显下降。以销售额为基准应用领域占比：手机 56.3%，智能穿戴11.7%，电脑 8.3%，五金（包括机械）6.9%，医疗4.5 %，汽车 3.5%，其它（包括军工）9.3%。

截至 2019 年，全国（不包括台湾地区）共有金属注射成形生产企业及车间200 余家，其中珠三角地区最多，达到约 110 家；长三角地区其次，达 55 家；京津冀及山东地区约 20家；湖南、江西、安徽及福建 14 家；河南、川渝及其它地区 5 家。

从行业竞争格局来看，按照业务规模可将行业内 MIM 企业分为三个竞争梯队：第一梯队的 MIM 企业收入规模在 2 亿元以上，具有较强的研发创新能力，主要客户为国际品牌或国内知名品牌企业，主要包括印度 Indo-MIM、中南昶联、台湾晟铭电子、精研科技、富驰高科、泛海统联、全亿大等；第二梯队的 MIM企业收入规模在 5,000 万元至 2 亿元，竞争实力弱于第一梯队，主要为国内品牌企业配套生产 MIM 零部件产品，客户集中度往往较高；第三梯队的 MIM 企业收入规模在 5,000 万元以下，通常企业的整体技术研发能力较弱，仅通过设备的购置和人员的铺设进行中小批量的 MIM 产品生产。截至 2019 年，我国大陆 MIM生产企业及车间 200 余家，其中营收超过 2 亿元的企业数量不超过 10 家。整体来看公司处于高速发展期，由于第一梯队营收门槛为2亿元，公司有望通过开辟新应用场景以及持续研发跻身第一梯队。

为实现 MIM 产品的进一步推广，行业内企业需要根据各领域需求对行业前沿技术进行研究开发，以扩大 MIM 产品在更多领域的适用性，MIM 行业的发展将呈现以下趋势：

（1）材料体系的多元化发展

现阶段，中国 MIM 产品多以不锈钢及铁基合金粉末为原材料，产品广泛应用于消费电子等领域。随着下游领域对材料多元化及产品轻量化等差异化需求的不断提升，现有不锈钢及铁基合金产品已无法完全适应市场需求。因此，行业内企业需要追随市场对其他材料 MIM 产品的多元化需求，不断丰富 MIM 产品材料体系，进一步推动行业技术进步及规模增长。

目前，MIM 行业新材料的研发主要以高强和耐蚀兼顾的双相不锈钢、高强和高导热率兼顾的铜合金以及高比强和生物兼容性兼顾的钛合金等材料为重点，应用则向着汽车、医疗、五金等高端领域方向发展。

（2）技术工艺的复杂化发展

虽然中国 MIM 技术已经接近国际先进水平，但受制于技术工艺的特性，在部分领域仍无法规模化应用 MIM 技术，仍存在较大技术发展空间。因此，微粉末注射成形、超大件注射成形及共注射成形等技术工艺将成为行业的重要发展方向。微粉末注射成形将促使 MIM 产品向更小更精细的方向发展；超大件注射成形通过减少粘结剂用量增大产品尺寸，推动超大尺寸 MIM 产品的应用及普及；共注射成形能够将磁性材料与非磁性材料、硬质材料与软质材料、导电材料与绝缘材料有机结合，从而有效提升 MIM 产品适用性。

（3）喂料制备的自主化发展

喂料是指将一定金属粉末和粘结剂在一定的温度下按照一定比例进行均匀混合，以得到适合用于注射成形的粉末和粘结剂混合物。均匀喂料的制备是获取高精度粉末注射成形产品的关键，如果喂料混合不均匀，粘结剂将在脱脂过程中产生变形以及烧结收缩不均匀等缺陷，从而增加最终烧结体的尺寸偏差。因此，喂料的制备情况对 MIM 产品的精度起到了决定性作用。

现阶段行业内企业的喂料以外部采购为主，定制化喂料制备往往成为其技术发展的短板。随着 MIM 产品应用的日益广泛，更多高复杂度、高精度、高密度、外观精美的MIM 产品需求也不断涌现，企业更加需要根据客户高度定制化的产品需求来制备不同配比的喂料，从而为客户提供符合其需求的 MIM 产品。现阶段，少数 MIM 企业已经具备自主制备喂料的能力，随着 MIM 产品应用的日益广泛，未来企业的喂料自主化将成为趋势。

（4）制造过程的自动化发展

在下游行业消费电子、汽车、医疗、五金工具、机械仪器等行业发展速度日新月异的背景下，对精密金属零部件的微型化、高尺寸精度以及行业内企业的快速市场响应能力的要求越发提高。单纯依靠人工已经无法满足行业极精密加工、极低的不良品率、快速市场响应的要求，提高制造过程的自动化智能化水平可以明显减少由于人为因素产生的尺寸公差与不良品，可以极大地提高生产效率、加快市场反应速度。近年来，行业内企业对自动化智能化生产设备与检测设备的需求越来越大，自动化智能化程度快速提升。

（5）下游应用的多元化发展

随着我国 MIM 行业的深入发展，各 MIM 企业不断深化自身技术创新能力，以抢占更多的市场份额。目前，在我国 MIM 行业中，部分企业已经具备较强的技术创新实力，通过对行业前沿技术的持续研究，推动 MIM 产品性能日益提升，并能够适用于更多的下游产品。例如超薄、高精度MIM 产品的研发，符合消费电子产品轻薄、便携的发展趋势；再例如，通过喂料及模具的研究和开发，进一步提升 MIM 产品高复杂度、高精度、高强度、外观精美等特性，促使MIM 产品在汽车制造及医疗器械等多元领域的推广应用。

1、MIM行业产业链分析

从金属粉末注射成形的产业链来看，上游行业主要提供产品原材料，包括金属粉末、粘结剂等，金属粉末及粘结剂需要经过混合生成喂料，才能作为 MIM产品的直接原料。金属粉末和粘结剂分别属于金属和化工产业，上述产业经过长时间发展已经比较成熟，产业处于良好的发展阶段，市场供应充足，能够充分满足 MIM 产品的发展需求。

目前，MIM 下游行业在我国的应用主要分布在消费电子行业。随着MIM 技术的逐步成熟，下游应用领域逐步扩大，其技术工艺也逐步应用于汽车制造和医疗器械、五金工具等行业。下游市场的需求直接关系到 MIM 产品的需求，随着居民生活水平提高对电子产品需求增大，及MIM 产品高复杂度、高精度、高强度、外观精美等工艺优势对汽车制造、医疗器械等领域的吸引增强，这些积极因素都将对 MIM 行业的持续发展产生巨大的推动作用。

2、上游金属粉末市场分析

根据中国钢协粉末冶金分会统计，2020 年我国 MIM 用粉总销量约 12,000吨，比2019 年增长 15-20%。国内品牌的市场占有率进一步提高，约占 79%；国际品牌产品则仍以德国 BASF 公司的喂料（注射料）为主，约占 84%。

目前，MIM 材料品种由于消费电子的市场需求，依然以不锈钢为主，市场份额为65%，低合金钢约为 23%，钴基合金 5%，钨基合金约5%，钛合金 0.4%，其他为少量铜及硬质合金等。随着下游领域对材料多元化及产品轻量化等差异化需求的不断提升，消费电子零件材质也在向无磁无害（如高氮无镍不锈钢、铜合金、铝合金）和组合材料（如金属-陶瓷、金属-塑胶）方向发展。钛及钛合金也有望继不锈钢之后成为下一代明星材料，在汽车、医疗、五金等高端领域得到广泛应用。

3、MIM下游应用领域市场分析

MIM 工艺凭借自身设计自由度高、材料适应性广、量产能力强等特点，被业界誉为当今“最热门的零部件成形技术”，已被广泛应用于消费电子、汽车制造、医疗器械、电动工具等领域。

（1）消费电子领域

传统的消费电子产品通常包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机等硬件设备，新兴消费电子设备包括智能穿戴设备、无人驾驶飞机等。2010 年，黑莓手机的标牌外观件采用了 MIM 制程工艺技术，开启了 MIM 零部件在手机上的批量化使用；2012 年，MIM 组合件第一次在平板电脑上使用，打破了 MIM产品单零件的使用方式。苹果公司自2010年开始使用MIM零部件，并不断拓展、引领MIM 的使用范围，电源接口件、卡托、摄像头圈、按键等 MIM 零部件在手机上的成功应用，成就了中国MIM 企业在消费电子领域的领先地位。随着智能手机、智能穿戴设备等消费电子产品向更加轻薄化发展，这些产品的核心零部件也将更加精密化和复杂化。在此背景下，MIM工艺的应用前景将日益广阔。

（2）汽车制造领域

在汽车零部件制造领域，MIM 工艺作为一种无切削的金属零件成形工艺，可大量节省材料，降低生产成本，甚至减轻零件重量，有利于汽车轻量化及减少环境污染，因此MIM 工艺受到汽车产业的高度重视，并于 20 世纪 90 年代开始应用于汽车零部件市场。目前，汽车产业已经采用MIM 工艺生产的一些形状复杂、双金属零件以及成组的微小型零件，如涡轮增压零件、调节环、喷油嘴零件、叶片、齿轮箱、助力转向部件等。

我国已成为世界最大的汽车生产国，汽车工业在我国经济发展中占有重要地位。近年来，随着宏观经济增速回落、中美贸易摩擦等因素的影响，我国汽车产量略有下降。根据国家统计局数据，2020 年我国汽车生产量为 2,522.5 万辆。但目前国内 MIM 在汽车市场应用相对较少，北美、日本、欧洲应用相对较多。北美、日本、欧洲粉末冶金零件单车用量分别为 18.6kg、8kg、7.2kg，我国仅为 4.5kg，这也预示在下一阶段，我国国产汽车 MIM 零件产品市场潜力巨大。考虑到 MIM工艺满足汽车零部件“微型化、集成化、轻量化”的发展趋势，预计未来 MIM工艺在汽车零部件领域的渗透将提高。随着居民生活水平提升，我国汽车市场需求将不断增长，MIM 产品在汽车行业的应用空间将更加广阔。

（3）医疗器械领域

在医疗器械领域，MIM 工艺生产的医疗配件有很高的精度，能满足大多数精密医疗器械对配件所需要的小型、高复杂度、高力学性能等要求。近年来 MIM工艺得到了越来越广泛地应用，如手术刀柄、剪刀、镊子、牙科零件、骨科关节零件等。

医疗器械是我国医疗卫生体系建设的重要基础，近年来医疗器械市场呈现增长趋势。2019 年我国医疗器械市场规模为 6,341 亿元，2020 年，受新冠疫情影响，我国医疗器械行业市场迅速增长，预计其市场规模将超过8,500 亿元。随着医疗器械领域的快速发展，MIM 产品在该领域的应用也将持续增长。

（4）电动工具领域

电动工具配件的机加工较复杂、加工成本较高、材料利用率低，对 MIM 的依赖度更高。近几年开发的产品如异形铣刀、切削工具、紧固件、微型齿轮、松棉机/纺织机/卷边机零件等。

电动工具行业主要驱动力来自于制造业、建筑业、汽车业以及耐用消费品行业。《2016 中国电动工具市场白皮书》预计，2025 年全球动力工具的市场规模可达 464.7亿美元，“中国制造”的市场份额将越来越大。根据我国统计局数据，我国电动手提式工具自 2014 年以来月均产量在 2,000 万台左右。尽管 2019 年以来受到经济及政策因素的影响，我国电动手提式工具月均产量仍保持在1,500 万台以上。随着电动工具市场的发展，MIM 产品的应用也将进一步扩大。

（5）自动化设备直线导轨系统领域

直线导轨又称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，且可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。在大陆称直线导轨，台湾一般称线性导轨，线性滑轨。很多精加工领域的机床，大部分都是采用高精度的线轨作为机床导轨，这样可以保证了机床的加工精度，进口的有德国力士乐，日本THK，国内做得比较好的有南京工艺，汉江线轨，富士康基虎HS系列滚动直线导轨等。

直线导轨系统主要应用领域：

1、精密电子机械：如半导体设备，科学仪器等。

2、自动化设备：包括工业自动化，医疗设备和实验室行业，以及纺织机械，印刷机械，药品分配器，血液检测设备，通气道清洁设备，手术定位器以及其他手术和牙科工具。

3、数控机床：通常称为CNC，是通过计算机对加工工具例如钻头，车床，铣床和3D打印机进行的自动控制。CNC机器通过遵循编码的编程指令来加工某种材料（金属，塑料，木材，陶瓷或复合材料）以符合规格，而无需人工操作员直接控制加工操作。

直线导轨系列产品是机械定位机构中减少直线运动摩擦不可或缺的零部件。产品广泛应用于数控机床，木工机械，搬运、输送机械，精密测量仪器，产业自动化机械，电子半导体机械，机械手臂、包装机械等，所有需求精密直线传动及定位的领域。

2018年全球直线导轨产量约为2600万套，市场规模为39亿美元，2018-2020年，智能装备年复合增长率均超过15%，2020年测算的全球直线导轨市场规模超过340亿元，随着自动化市场的进一步需求增加，微型滑块需求量在30-50亿元之间。

（1）技术壁垒

技术对于 MIM 行业来说至关重要。一方面，企业需要具备较强的技术研发能力。随着 MIM 产品应用领域的逐步拓展，各行业对高复杂度、高精度、高强度、外观精美的定制化结构件需求不断增多，企业需要通过对模具、喂料、工艺等技术进行不断的研发创新，以保证产品能够符合各领域客户的定制化需求；另一方面，企业也必须对现有设备进行自动化改造，降低人为干预因素，大幅提高产品生产效率和合格率，从而不断降低生产成本、提升产品质量，满足下游市场客户日益旺盛的需求。新进入企业由于缺乏对行业技术的深刻了解，势必在技术研发等方面存在明显劣势，从而不利于其参与激烈的市场竞争。

（2）经验壁垒

MIM 产品生产工艺制程较长，任一环节控制不当均会对最终产品的尺寸精度和外观产生较大影响，因此，需要积累对原材料的控制、注射、脱脂、烧结、后制程等丰富的生产制造经验来进行生产控制和满足产品要求。随着行业技术的发展，各类生产设备也不断进步，推动行业自动化水平有较大幅度地提升，但在整体生产过程中，经验因素仍旧对产品质量产生重要的影响。原材料喂料配比，注射、脱脂、烧结等核心工艺的过程参数设定与控制，后处理工艺的恰当选择、组合与工艺优化均对产品的批量化生产难易、品质均质性与可靠性及成本和生产效率构成直接且较大的影响。例如，烧结工艺为产品生产的核心环节，需要根据不同的注射坯件进行差异化处理，确保致密度、金属性能、形变减少。由此可见，如果企业缺乏丰富的生产制造经验积累，较难在短时间内生产出具备高复杂度、高精度、高强度、外观精美的 MIM 产品，从而对其进入本行业形成一定的障碍。

（3）客户壁垒

MIM 产品的主要应用领域包括消费电子、自动化设备和医疗器械等行业，上述行业均为技术密集型产业，因此，客户对产品质量尤为重视，尤其是下游领域的知名大规模企业，往往对供应商研发能力、产品品质、开发速度、交付管理等有非常严格的审核，审核周期也相对较长，通常在其确定合格供应商后，在没有重大质量问题的情况下，客户与供应商将维持长期和稳定的合作关系。随着消费电子、汽车制造和医疗器械等行业对 MIM 产品需求的日益增加，上述领域内的制造商建立了各自的 MIM 产品供应体系，新进入企业在缺乏优质稳定客户的情况下，难以在行业内获得快速的发展。

（4）资金壁垒

MIM 企业的发展需要大量的资金支持，主要体现在设备购置、技术研发等方面。设备购置方面，在智能手机、智能穿戴设备等消费电子行业快速发展的带动下，MIM 产品需求得到快速释放，各企业需要不断扩大生产能力满足下游客户需求，而生产设备的购置需要大量的资金，为企业带来较大资金压力。技术研发方面，为掌握行业的先进技术，企业往往需要投入大量的研发经费。对于资金规模较小的企业而言，其在本行业难以规模化发展，从而对其形成一定的资金壁垒。