Was ist CIP (Cold Isostatic Pressing)?

Letzte Woche haben wir über HIP gesprochen. Diese Woche ist unser Thema das kaltisostatische Pressen, eine der Verarbeitungsmethoden für P / M-Materialien.

Es nutzt das vom französischen Wissenschaftler Bryce Pascal vorgeschlagene Prinzip, dass „die Druckänderung der geschlossenen inkompressiblen Flüssigkeit kontinuierlich auf jeden Teil der Flüssigkeit und ihre Behälteroberfläche übertragen wird“. Das Pulvermaterial wird in einem Formwerkzeug mit geringem Verformungswiderstand versiegelt, und Flüssigkeitsdruck wird wie bei einem Gummisack aufgebracht. Dann wird durch Übertragen des Flüssigkeitsdrucks der Formkörper auf seiner gesamten Oberfläche gleichmäßig zusammengedrückt.

Das Metallformen ist dem KVP sehr ähnlich. Bei diesem Pressverfahren wird, wie in der folgenden Abbildung gezeigt, das Pulvermaterial in einen Raum gefüllt, der von einer Metallform und einem Daunenstempel umgeben ist. Dann werden sie komprimiert, indem der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Stempel verringert wird.

Industrielle Metallformgeräte verfügen über eine Reihe automatischer Prozesse von der Pulverfüllung bis zur Formentfernung. Die in der folgenden Abbildung gezeigte einfachwirkende Presse komprimiert das Pulver in eine Form, bei der der untere Stempel fixiert ist. Aufgrund der Reibung zwischen dem Pulver und der Metalldüse oder dem Metallstempel sowie zwischen den Pulverpartikeln hat der untere Teil des Formkörpers eine geringere Dichte als der obere Teil.

Der Unterschied zwischen CIP und Metallformteil

Grundsätzlich haben sie unterschiedliche Druckbeaufschlagungsprozesse. CIP übt isostatischen Druck auf Materialien unter Verwendung von Flüssigkeitsdruck aus, während Metallformen nur auf einachsigen Druck anwendbar ist. Infolgedessen kann CIP Dichte und sogar Produkte erzeugen, da es keine Reibung mit der Metallform gibt. Die rechte Abbildung vergleicht die Dichteverteilung von CIP- und Metallformprodukten.

CIP-Verarbeitungstyp

Entsprechend der Beziehung zwischen pulvergefüllter Form und Druckmedium werden die CIP-Umformverfahren in das Nassbeutelverfahren und das Trockenbeutelverfahren unterteilt.

Wet-Bag-Methode

Beim Nassbeutelverfahren, wie in der folgenden Abbildung gezeigt, wird das Pulver in die Formform gefüllt und außerhalb des Hochdruckbehälters versiegelt, bevor es direkt in das Druckmedium eingetaucht wird. Dann wird isostatischer Druck auf die Oberfläche der Düse ausgeübt, um das Pulver zu komprimieren. Dieses Verfahren eignet sich für die Kleinserienfertigung und Versuchsproduktion verschiedener komplexer Formen oder großer Produkte.

Es gibt zwei Arten von Strukturen: den in der linken Abbildung gezeigten externen Drucktyp, der das Druckmedium von außen in den Druckbehälter unter Druck setzt; Der in der rechten Abbildung gezeigte Kolben-Direktdrucktyp, der das im Druckbehälter eingeschlossene Druckmedium direkt unter Druck setzt und den Kolben anstelle der oberen Abdeckung installiert.

Packsackmethode

Das Trockensackverfahren besteht darin, den Druck durch die gepresste Gummiform im Hochdruckbehälter zu übertragen und das Pulver in die geformte Gummiform zu füllen, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Das Verfahren ist arbeitssparend und hochautomatisch und eignet sich zur Herstellung einfacher und begrenzter Produkte.

Der Trockensackprozess ist in zwei Systeme unterteilt: das Umfangs- + Axialkompressionssystem (links) und das Umfangskompressionssystem (rechts), wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Das Umfangs- + Axialdrucksystem übt Druck von der Außenfläche der Form und der Oberseite der Gummidruckmatrize vom Deckeltyp aus, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Das Umfangsdrucksystem übt nur Druck von der Außenfläche der geformten Gummiform über die zylindrische Gummipressform aus, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Aufgrund der Fluideigenschaften des Pulvers ist der auf die Grünlinge ausgeübte Druck jedoch nahezu gleich dem isostatischen Druck.