Kaltisostatisches Pressen (CIP) ist ein Verfahren, mit dem Pulver in eine dichte, einheitliche Form gepresst wird, ohne dass hohe Temperaturen erforderlich sind. Bei diesem Verfahren wird ein flüssiges Medium, in der Regel Wasser mit einem Korrosionsschutzmittel, verwendet, um gleichmäßigen Druck auf das in einer Elastomerform enthaltene Pulver auszuüben. Der Druck wird durch eine externe Pumpe aufgebracht, und die Druckkammer ist so konstruiert, dass sie den zyklischen Belastungen standhält, die bei schnellen Produktionsraten auftreten.
Der Prozess des kaltisostatischen Pressens lässt sich in mehreren Schritten zusammenfassen:
- Pulversackung: Das Pulvermaterial wird in eine Elastomerform gegeben.
- Entlüftung und Abdichtung: Die Form wird abgedichtet, um ein Austreten des Pulvers oder des Druckmediums zu verhindern.
- Isostatisches Pressen: Die versiegelte Form wird in eine Kammer gestellt, die mit dem flüssigen Medium gefüllt ist, das dann mit einem Druck von typischerweise 100-600 MPa beaufschlagt wird. Dieser Druck wird gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche der Form ausgeübt, wodurch eine gleichmäßige Dichte und Mikrostruktur gewährleistet wird.
- Druckentlastung: Nach Abschluss des Pressvorgangs wird der Druck langsam abgelassen.
- Dekapierung und Probenahme: Das gepresste Teil wird aus der Form entnommen und auf seine Qualität geprüft.
- Rohlingsbearbeitung und Sinterung: Das "rohe" Teil wird dann weiterverarbeitet und gesintert, um die endgültige Festigkeit zu erreichen.
Das isostatische Kaltpressen ist besonders vorteilhaft, weil es die Reibung zwischen den Werkzeugwänden beseitigt, die bei kaltgepressten Teilen zu einer ungleichmäßigen Dichteverteilung führen kann. Dies führt zu einer wesentlich gleichmäßigeren Dichte. Das Verfahren eignet sich für die Massenproduktion von einfachen Formen und Teilen und lässt sich gut automatisieren.
Die Anwendungen des isostatischen Kaltpressens sind vielfältig und umfassen die Verfestigung von keramischen Pulvern, Graphit, feuerfesten Materialien, elektrischen Isolatoren und die Verdichtung von Hochleistungskeramiken wie Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Bornitrid und Borkarbid. Es wird auch für die Verdichtung von Sputtertargets und die Beschichtung von Ventilkomponenten verwendet, um den Zylinderverschleiß in Motoren zu verringern. Zu den Branchen, die von dieser Technologie profitieren, gehören die Telekommunikation, die Elektronik, die Luft- und Raumfahrt sowie die Automobilindustrie.
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