Das kaltisostatische Pressen (CIP) ist ein Herstellungsverfahren, das dazu dient, pulverförmige Materialien zu einem dichten, festen "Rohteil" zu formen und zu verfestigen, das sich für die weitere Verarbeitung eignet, z. B. durch Sintern oder heißisostatisches Pressen. Dieses Verfahren eignet sich besonders gut für die Herstellung großer oder komplexer Formen und für Materialien, bei denen sich die hohen Kosten für Presswerkzeuge nicht rechtfertigen lassen.
Details zum Verfahren:
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Herstellung von Pulvern: Das pulverförmige Material, bei dem es sich um Metall, Keramik, Kunststoff oder einen Verbundwerkstoff handeln kann, wird zunächst aufbereitet. Die Wahl des Materials hängt von der geplanten Anwendung ab.
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Formgebung: Das Pulver wird in eine elastomere Form gegeben, die entweder ein Trockenbeutel oder ein Nassbeutel sein kann. Beim Trockensackverfahren wird die Form dauerhaft im Hochdruckzylinder fixiert und eignet sich für die Massenproduktion von einfachen Formen. Beim Nasssackverfahren wird die Form direkt in die mit einem flüssigen Medium gefüllte Druckkammer gestellt.
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Pressen: Die Form wird dann mit einem flüssigen Medium wie Wasser oder Öl, dem ein Korrosionsschutzmittel beigemischt ist, unter hohen Druck gesetzt, der in der Regel zwischen 100 und 600 MPa liegt. Dieser Druck wird gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche der Form ausgeübt, um eine gleichmäßige Dichte des gesamten Teils zu gewährleisten.
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Entnahme und Weiterverarbeitung: Nach dem Pressen wird der Druck entlastet, und das Teil wird aus der Form genommen. Anschließend wird es weiterverarbeitet, wozu oft auch das Sintern gehört, um die gewünschte Endfestigkeit und die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.
Vorteile:
- Gleichmäßige Dichte: Im Gegensatz zu herkömmlichen Pressverfahren entfällt beim CIP-Verfahren die Reibung zwischen den Formwänden, was zu einer gleichmäßigeren Dichteverteilung im Endprodukt führt.
- Vielseitigkeit: Das Verfahren eignet sich für eine breite Palette von Materialien und Formen und damit für verschiedene Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilbau und Elektronik.
- Wirtschaftlich für große oder komplexe Formen: Das Verfahren ist kosteneffizient für die Herstellung großer oder komplexer Teile, bei denen die Kosten für Formen unerschwinglich wären.
Anwendungen:
Das CIP-Verfahren findet breite Anwendung bei der Konsolidierung von Materialien wie Keramik, Graphit, feuerfesten Materialien und Hochleistungskeramik wie Siliziumnitrid und Siliziumkarbid. Darüber hinaus werden neue Bereiche erschlossen, z. B. die Verdichtung von Sputtertargets und die Beschichtung von Ventilkomponenten zur Verringerung des Verschleißes in Motoren.Schlussfolgerung:
