진동 압축의 기술적 메커니즘은 무엇인가요? 낮은 압력 솔루션으로 85% 분말 밀도 달성

기술적 메커니즘은 고주파 진동에 의존하여 금형 내부의 분말 입자 거동을 근본적으로 변화시킵니다. 이 에너지를 도입함으로써 장비는 느슨한 분말에 내재된 구조적 저항을 체계적으로 파괴하여 강력한 기계적 힘 없이도 압축될 수 있도록 합니다.

진동 압축은 느슨한 입자 결합을 끊어 내부 및 외부 마찰 계수를 거의 0으로 줄입니다. 이를 통해 0.3~0.6 MPa의 매우 낮은 하중에서도 65~85% 밀도의 압축물을 생산할 수 있습니다.

아치 파괴의 물리학

분말 입자를 금형에 부어 넣으면 자연스럽게 미세한 "아치 구조"를 형성합니다. 이 다리는 빈 공간을 만들고 압축에 저항하여 높은 밀도를 달성하는 데 장벽 역할을 합니다.

진동 압축은 고주파 진동을 사용하여 이러한 아치 구조를 목표로 합니다. 진동 에너지는 입자 간의 느슨한 결합을 끊어 아치가 즉시 붕괴되도록 합니다.

아치가 파괴되면 입자는 단단한 구조적 무결성을 잃습니다. 이를 통해 분말 덩어리가 유체처럼 훨씬 더 밀집된 구성으로 정렬될 수 있습니다.

이 과정에서 압축을 유도하는 주요 요인은 마찰 감소입니다. 진동은 개별 분말 입자 간의 저항인 내부 마찰 계수를 거의 0으로 줄입니다.

동시에 이 과정은 외부 마찰을 중화합니다. 이것은 분말 재료와 금형 벽 사이에서 발생하는 저항으로, 일반적으로 균일한 압축을 방해합니다.

마찰이 거의 제거되었기 때문에 입자를 함께 밀기 위해 더 이상 막대한 힘이 필요하지 않습니다. 따라서 장비는 0.3~0.6 MPa의 매우 낮은 하중에서도 효과적으로 작동합니다.

이 메커니즘은 낮은 압력에도 불구하고 상당한 압축 결과를 가능하게 합니다. 제조업체는 65%~85% 범위의 밀도를 가진 분말 압축물을 일관되게 생산할 수 있습니다.

이 메커니즘의 성공은 올바른 진동 주파수 적용에 크게 좌우됩니다. 재료의 특정 아치 구조를 파괴하도록 주파수가 조정되지 않으면 적용되는 압력에 관계없이 압축이 비효율적일 것입니다.

이 방법은 마찰을 줄이는 데 매우 효과적이지만, 결합이 끊어진 후 분말 입자가 자유롭게 움직일 수 있다고 가정합니다. 높은 응집력이나 끈적한 바인더가 있는 재료는 진동으로 인해 발생하는 흐름 효과에 저항할 수 있습니다.

진동 압축을 효과적으로 사용하려면 메커니즘을 특정 생산 목표와 일치시켜야 합니다.

주요 초점이 장비 수명이라면: 낮은 하중 요구 사항(0.3~0.6 MPa)을 활용하여 금형 부품 및 유압 시스템의 응력을 최소화하십시오.
주요 초점이 부품 밀도라면: 아치 구조의 완전한 파괴를 보장하기 위해 진동 주파수 보정을 우선시하여 85% 밀도 상한선을 목표로 하십시오.
주요 초점이 복잡한 형상이라면: 거의 0에 가까운 외부 마찰을 활용하여 과도한 힘 없이 분말이 복잡한 금형 세부 사항으로 흐르도록 하십시오.

높은 정적 압력을 운동 에너지로 대체함으로써 기계적 응력을 최소화하면서 우수한 재료 패킹을 달성합니다.

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Yuri Paladiychuk, Marina Kubai. RESEARCH OF THE VIBRATORY FORMATION OF THE COMPASSION OF POWDER MATERIALS BY HYDRO-IMPULSE LOADING. DOI: 10.37128/2520-6168-2023-3-4

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