습식 백 냉간 등방성 프레스(CIP) 공정 은 분말로 채워진 밀폐된 유연한 몰드를 액체가 채워진 압력 용기에 완전히 담그는 방식으로 작동합니다.그런 다음 외부 펌프가 액체를 가압하여 그 압력을 금형의 모든 표면에 균일하게 전달합니다.이렇게 전방위적으로 균일하게 압축하면 느슨한 분말이 '그린' 컴팩트라고 하는 고밀도 고체 부품으로 압축됩니다.
습식 포장 CIP의 핵심 원리는 완벽하게 균일한 압력을 가하기 위해 직접 유체에 담그는 방식입니다.따라서 다른 방법보다 느리고 신중한 공정이지만 밀도와 구조적 무결성이 뛰어난 대형, 복합 또는 프로토타입 부품을 제작하는 데는 타의 추종을 불허합니다.
기본 원리: 등방성 압력
"등방성" 이란?의미
용어 등방성 은 모든 방향에서 일정하고 동일한 압력이 가해지는 상태를 말합니다.
단일 축(하향식)을 따라 힘을 가하는 기존 프레스와 달리 등방성 프레스는 액체 매체(일반적으로 물 또는 오일)를 사용하여 압력을 전달합니다.포함된 유체가 접촉하는 모든 표면에 동일하게 압력을 가하기 때문에 분말로 채워진 금형이 모든 각도에서 균일하게 압착됩니다.
목표: 루스 파우더에서 고체 빌렛으로 전환하기
CIP의 주요 목표는 루스 파우더를 고체의 균질한 덩어리로 변환하는 것입니다. 빌렛 또는 녹색 부분 .
이 압축된 부품은 취급, 가공 또는 다음 제조 단계인 소결(용광로에서 소성)로 이동하여 완전히 밀도가 높은 최종 부품을 만들 수 있는 충분한 '녹색 강도'를 갖춥니다.
웨트백 공정의 단계별 살펴보기
'습식 백'이라는 이름은 툴링(연성 몰드 또는 '백')이 압력 유체에 직접 잠기면서 젖는다는 사실에서 유래했습니다.
1단계: 몰드 충진 및 밀봉
먼저 분말 재료를 고무나 폴리우레탄과 같은 탄성체로 만든 유연한 몰드에 조심스럽게 넣습니다.이 몰드가 부품의 최종 모양을 결정합니다.그런 다음 몰드를 단단히 밀봉하여 압력 유체가 파우더를 오염시키지 않도록 합니다.
2단계: 압력 용기에 담그기
밀폐되고 채워진 몰드를 고압 용기 안에 넣습니다.그런 다음 용기에 작동 유체를 채워 금형을 완전히 잠급니다.
3단계: 균일한 가압
외부 고압 펌프는 용기 내부의 유체 압력을 400~1,000MPa 수준까지 높입니다.이 엄청난 압력은 연성 몰드의 외부 표면 전체에 고르게 적용됩니다.몰드는 이 압력을 내부의 파우더에 직접 전달하여 압축하고 공극과 에어 포켓을 제거합니다.
4단계: 감압 및 제거
원하는 밀도에 도달하면 압력이 해제되고 작동 유체가 배출됩니다.그런 다음 새로 응고된 부품이 들어 있는 몰드를 용기에서 제거합니다.밀봉을 풀고 나면 압축된 녹색 부품이 추출되어 후속 처리를 위한 준비가 완료됩니다.
습식 포장 CIP의 장단점 이해
타협점이 없는 제조 공정은 없습니다.웨트백 CIP의 장단점을 이해하는 것은 애플리케이션에 적합한 선택인지 판단하는 데 매우 중요합니다.
주요 이점:탁월한 균일성 및 유연성
모든 면에서 압력이 가해지기 때문에 결과물은 매우 균일한 균일한 밀도와 미세 구조 .따라서 내부 응력과 소성 중 뒤틀림이나 균열의 위험이 현저히 줄어듭니다.또한 이 공정은 매우 유연하여 다른 방법으로는 어렵거나 불가능한 매우 크거나 복잡한 모양의 부품을 생산할 수 있습니다.
주요 제한 사항:느린 사이클 시간
습식 백 공정은 본질적으로 수작업입니다.각 몰드를 개별적으로 채우고, 밀봉하고, 용기에 적재하고, 언로드하고, 개봉해야 합니다.따라서 드라이백 CIP나 단축 프레스와 같은 자동화된 공정에 비해 사이클 시간이 훨씬 더 오래 걸립니다.따라서 작고 단순한 부품의 대량 생산에는 적합하지 않습니다.
프로세스의 주요 결과
웨트백 CIP의 고유한 특성으로 인해 최종 제품에서 뚜렷한 이점이 있습니다.
우수한 밀도 및 미세 구조
CIP는 단축 프레스에 비해 공극을 효과적으로 제거하여 분말의 최대 포장 밀도에 가까운 녹색 부품을 생산합니다.이러한 균일성은 최종 소결 재료에서 예측 가능하고 신뢰할 수 있는 특성을 달성하는 데 매우 중요합니다.
향상된 녹색 강도
압축된 빌릿은 소성되기 전에 상당한 강도를 지닌 고체 덩어리입니다.따라서 부러지거나 부서지지 않고 취급, 운반, 가벼운 가공이 가능합니다.
소결 중 왜곡 최소화
부품 전체의 밀도가 균일하기 때문에 최종 소결 단계에서 예측 가능하고 균일하게 수축합니다.따라서 균일하지 않게 압축된 부품에서 흔히 발생하는 뒤틀림, 뒤틀림, 균열이 최소화됩니다.
애플리케이션에 맞는 올바른 선택
다음 가이드라인을 참고하여 웨트백 CIP가 프로젝트의 목표에 부합하는지 확인하세요.
- 크고 복잡한 부품을 주로 생산하는 경우: 용기 크기가 주요 제한 사항이고 유연한 툴링으로 복잡한 형상을 수용할 수 있으므로 습식 백 CIP가 이상적입니다.
- 프로토타입 제작이나 소량 생산에 중점을 두는 경우: 이 방법은 툴링 비용이 상대적으로 저렴하고 잦은 디자인 변경에도 프로세스를 조정할 수 있어 매우 적합합니다.
- 가능한 최고의 재료 무결성을 달성하는 것이 주요 목표인 경우: 습식 백 CIP는 균일한 밀도와 내부 결함의 부재가 타협할 수 없는 중요한 애플리케이션에 탁월한 선택입니다.
원리와 장단점을 이해하면 다른 압축 방법으로는 제작할 수 없는 무결성 높은 부품을 생산하기 위해 웨트백 CIP를 활용할 수 있습니다.
요약 표:
| 측면 | 설명 |
|---|---|
| 프로세스 | 가압 유체에 연성 몰드를 담가 균일한 압축을 실현합니다. |
| 주요 이점 | 복잡한 형상을 위한 탁월한 밀도 균일성 및 유연성 |
| 주요 제한 사항 | 느린 사이클 시간, 대량 생산에 적합하지 않음 |
| 이상적인 애플리케이션 | 대형 부품, 시제품 제작 및 고결성 부품 |
| 압력 범위 | 일반적으로 400-1000MPa |
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