Еще в середине 20 века в промышленном производстве начали появляться первые изостатические прессы, которые быстро заняли свою нишу. Оборудование этого типа и сегодня позволяет намного быстрее справлять с обработкой различных материалов. Благодаря таким методам прессования удается экономить дорогостоящее сырье и ресурсы. В продаже есть установки, которые работают в стандартном режиме или с использованием высоких температур, благодаря которым удается почти на 100% повысить прочностные характеристики обрабатываемого объекта. Это снижает производственные затраты и позволяет изготавливать продукцию высшего качества.
Содержание:
- Метод холодного изостатического прессования
- Сферы применения холодного изостатического прессования
- Метод горячего изостатического прессования
- Изостатические прессы серии C
- Другие серии холодных изостатических прессов
- Преимущества обработки в изостатических прессах
Метод холодного изостатического прессования
Такие системы прессования маркируются CIP и применяются при необходимости обработки материалов, которая должна осуществляться в жидкой среде. При этом не должно выполняться дополнительного нагрева. При холодной обработке заготовок также выделяют сухой или жидкостной метод прессования. Принцип работы оборудования при жидкостной обработке заключается в том, что на заготовку оказывает влияние рабочая жидкость. Как правило, подобное допустимо в том случае, если готовое изделие отличается сложностью формы или довольно большими габаритами. Если же контакт с жидкостями только ухудшить характеристики изделия, то в этом случае применяется сухой метод обработки, то есть сухое изостатическое прессование.
При работе с порошкообразными составами работа производится в эластичных формах, которые герметично закрыты. Это позволяет обеспечить равномерное сжатие рабочего объема, благодаря чему исключается появление различных дефектов из-за концентрации деформации структуру заготовки. Благодаря сухому типу обработки удается полностью автоматизировать рабочий процесс. Если учитывать непродолжительный процесс работы пресса, то подобный подход в значительной степени улучшает производительность. С другой стороны, при сухом методе взаимодействия с заготовками нужно учитывать, что подобный способ применим только для небольших по размеру изделий.
Метод холодного изостатического прессования
Как правило, прессы категории CIP применяют при обработке порошкообразных материалов, например, это может быть графит, пластик или керамика. Непосредственно перед прессованием необходимо выполнить формовку. Для этого в исходный состав добавляют специальные присадки связующего типа, которые позволят частицам лучше соединяться между собой. При последующей обработке эти дополнительные частицы удаляются путем выжигания. Это увеличивает плотность материала, но не меняет его состав и основные характеристики.
Сферы применения холодного изостатического прессования
Чаще всего данный метод применяется при производстве керамики, которая отличается огнеупорными свойствами, металлических фильтров, а также продукции, изготовленной из редкоземельных металлов. Этот типа обработки применим для тефлона и соединений политетрафторэтиленового типа. Также изостатическое прессование используют при создании элементов из карбида вольфрама. Часть компактные установки таких прессов применяют при создании стоматологических имплантатов, графитных и бериллиевых заготовок.
Сферы применения холодного изостатического прессования
Метод горячего изостатического прессования
Горячий метод обработки подразумевает обработку материалов при помощи давления при высокой температуре. При этом в качестве рабочей среды применяется средний инертный газ. Сама технологий обработки методом HIP включается в себя и процесс холодного прессования, а также спекания. Дополнительно осуществляется еще несколько разных способов влияния на заготовку. Благодаря сочетанию высоких температур и давления удается добиться лучших свойств обрабатываемого материала, плотность которого повышается до максимума. При таком воздействии изостатический пресс обеспечивает высокое качество структуры материала, а обработанные подобным методом заготовки становятся исключительными по своим эксплуатационным характеристикам, что значительно расширяет их области применения в разных отраслях.
Как правило, метод обработки HIP применяется при производстве технической керамики, инструментов из твердосплавных металлов, газовых турбин, материалов, используемых для микроэлектроники, алмазных инструментов и многих других вещей.
Метод горячего изостатического прессования
Изостатические прессы серии C
Это оборудование холодного типа, которое применяется в работе малых и средних производств. В процессе обработки не используется повышенных температурных режимов. Установки этого типа отличаются высокими показателями производительности и компактными размерами, что позволяет устанавливать пресс практически в любом небольшом помещении.
Установки этого типа обладают основными модулями программируемого типа, что позволяет задавать необходимые значения обработки материалов. Кроме этого в системе установлены все необходимые датчики и контроллеры, которые позволяют исключить вероятность сбоя и получения продукции с рядом дефектов. При необходимости все данные о процессе работы могут быть перенесены на персональный компьютер и анализированы.
Изостатические прессы серии C
Изостатические прессы этой серии способны работать при показателях максимального давления до 350 МПа. В качестве основной рабочей жидкости используется масло, а также эмульсия.
Другие серии холодных изостатических прессов
В производстве также часто применяются агрегаты следующих типов:
- Серии M. Применимы для производств среднего и большого типа. Это высокопроизводительные системы, работающие при мощности 23,5 кВт и при максимально допустимом режиме давления доя 350 МПа. Агрегаты оснащены USB портами, поэтому не составит труда, при необходимости, считать данные о процессе обработки;
- Серии U. Как правило, системы этого типа больше подходят для промышленно-опытного использования или при работе в лабораторных условиях. Агрегаты этого типа не нуждаются в интеграции дополнительных загрузочных систем, так как пресс оснащен автоматической корзиной для выгрузки/загрузки. Максимальное давление, допустимое для таких моделей составляет 400 МПа. Системы оснащены качественным программным обеспечением, что позволяет осуществлять полный контроль работы агрегата;
- Серии S. Данные агрегаты преимущественно используют на небольших предприятиях, так как установки отличаются малыми габаритами. При этом они обеспечивают быструю обработку материалов, один цикл которой составляет не более 4 минут (учитывая время на загрузку и выгрузку).
Серия M
Преимущества обработки в изостатических прессах
Главным достоинством такого метода является то, что при обработке осуществляется практически 100% уплотнение материала заготовки. Также пресс не приводит к большой потере изначального объема. Данная особенность очень важна, если речь идет об обработке дорогостоящего, редкого или радиоактивного сырья. В этом вопросе изостатические системы справляются со своей задачей лучше всего.
Еще одним плюсом использования оборудования этого типа является то, что обработанные изделия по своей форме максимально близки к конечному варианту. Это означает, что после применения изостатических прессов не требуется многих циклов дополнительной обработки. Это позволяет сэкономить расходы на производство и осуществлять его значительно быстрее.
Преимущества обработки в изостатических прессах
Благодаря прессам этого типа, путем холодного и горячего прессования становится возможным создавать продукцию сложной формы или изделия, которые отличаются большим количеством внутренних полостей. Сам по себе процесс такой технологической обработки предельно прост. Благодаря гибкости настроек, можно задавать самые точные значения, которых будет придерживаться система. Кроме этого, в пресс можно сразу же устанавливать деталь другого формата, произведя всего несколько настроек. При этом не будет потерь на трение. Прессы изостатического типа позволяют создавать изделия больших и малых габаритов, что делает их универсальными системами для производственных линий.
Метод такой обработки считается экологичным и безопасным. В процессе работы не происходит загрязнения атмосферы, нахождение оператора рядом с прессом также не несет никакой опасности для здоровья. Благодаря этому удается делать более дорогостоящие керамические изделия и многие другие материалы. Перед выбором пресса стоит определиться, каким методом будет осуществляться работа, а также уточнить характеристики исходного сырья.