저온 등방성 프레스 에서 가장 일반적으로 사용되는 압력 매체는 물, 오일 또는 물-글리콜 혼합물입니다.이러한 유체는 매우 높은 수준으로 압력을 가하고 그 압력을 분말로 채워진 금형에 균일하게 전달하여 단단한 "녹색" 부품으로 압축할 수 있는 능력 때문에 선택됩니다.
압력 매체 선택은 단순한 운영상의 세부 사항을 넘어 시스템 비용, 부품 수명, 운영 안전 및 최종 압축 부품의 순도에 직접적인 영향을 미치는 근본적인 엔지니어링 결정입니다.
CIP에서 압력 매체의 역할
냉간 등방성 프레스(CIP)는 파스칼의 원리를 산업 규모에 적용하여 작동합니다.압력 매체는 이 공정의 핵심으로, 펌프의 힘을 균일한 압력으로 변환하는 역할을 합니다.
균일한 압력 전달
유체의 핵심 기능은 사실상 비압축성입니다.시스템의 펌프가 힘을 가하면 유체 내에 압력이 형성됩니다.
그런 다음 이 압력은 분말이 들어 있는 연성 몰드 외부 표면의 모든 지점에 동일하게 가해집니다.이 '등방성'(모든 방향에서 균일한) 압력은 파우더가 균일하게 압축되도록 하여 밀도가 균일하게 유지되도록 합니다.
이상적인 매체의 주요 특성
효과적인 압력 매체는 엄청난 압력에서도 안정적이어야 합니다.주요 특성으로는 효율적인 펌핑을 위한 낮은 점도, 높은 벌크 계수(압축에 대한 저항), 시스템 구성 요소 또는 공작물과의 반응을 피하기 위한 화학적 불활성이 있습니다.
일반적인 압력 매체 비교
물, 오일 또는 글리콜을 선택하는 것은 일련의 장단점을 고려하여 계산된 결정입니다.
물
물은 비용이 저렴하고 점도가 낮으며 불연성이라는 특성으로 인해 널리 사용됩니다.쉽게 구할 수 있고 열을 효과적으로 전달합니다.
하지만 가장 큰 단점은 부식성이라는 점입니다.물을 매개체로 사용하기 때문에 압력 용기, 배관 및 밸브는 스테인리스 스틸 또는 기타 부식 방지 소재로 만들어져야 하며, 종종 녹 방지제를 추가해야 합니다.
오일(유압 오일)
특수 유압 오일은 뛰어난 윤활성을 제공하여 펌프와 밸브가 마모되지 않도록 보호합니다.또한 프레스 구성품에 내재된 부식 방지 기능도 제공합니다.
주요 단점은 높은 비용과 가연성입니다.시스템에는 광범위한 안전 조치가 마련되어 있지만 고압 오일 누출로 인한 화재 위험은 주의 깊게 관리해야 합니다.또한 금형이 고장 나면 오일이 특정 민감한 분말을 오염시킬 수 있습니다.
물-글리콜 혼합물
이 유체는 물과 기름의 절충안을 제공합니다.글리콜은 일반 물보다 우수한 수준의 윤활성과 부식 억제력을 제공합니다.
동시에 수분 함량이 높기 때문에 순수 오일보다 인화성이 훨씬 낮기 때문에 더 안전한 작동 프로파일을 제공합니다.이러한 균형 잡힌 접근 방식 덕분에 많은 애플리케이션에서 일반적으로 선택됩니다.
장단점 이해
압력 매체를 선택하려면 성능, 안전, 비용의 균형을 맞춰야 합니다.이러한 요소를 무시하면 조기 장비 고장, 제품 오염 또는 안전 사고로 이어질 수 있습니다.
재료 호환성
중요하지만 종종 간과되는 요소는 압력 매체와 압착되는 파우더 간의 호환성입니다.연성 금형이 누출되거나 고장 나면 유체가 파우더를 오염시켜 부품을 쓸모없게 만들 수 있습니다.이는 전자제품용 세라믹이나 의료용 임플란트와 같은 고순도 애플리케이션에서 특히 중요합니다.
시스템 부식 및 수명
수성 시스템은 부식 방지 하드웨어에 더 많은 초기 투자가 필요합니다.오일 기반 시스템은 초기 하드웨어 비용은 낮을 수 있지만(스테인리스 대신 탄소강 사용), 유체 청결 및 화재 진압 시스템에 대한 세심한 관리가 필요합니다.유체 선택은 시스템의 유지보수 일정과 장기적인 소유 비용을 직접적으로 결정합니다.
작동 압력 기능
참고 자료에 따르면 다음과 같은 압력에 도달할 수 있습니다. 6000bar(600MPa / 87,000psi) 일부 시스템은 다음을 수행할 수 있습니다. 900MPa(130,000psi) .세 가지 일반적인 매체는 모두 이 범위에서 작동할 수 있습니다.고압의 주요 역할은 최종 소결 전 부품에서 더 높은 '녹색 밀도'를 달성하여 수축을 줄이고 완제품의 특성을 개선하는 것입니다.
용도에 맞는 올바른 선택
제조 공정의 구체적인 목표에 따라 선택해야 합니다.
- 운영 비용 절감과 고유한 안전성이 가장 중요한 목표인 경우: 시스템이 호환 가능한 스테인리스강 구성품으로 제작되었다면 강력한 부식 억제제 패키지가 포함된 물이 표준입니다.
- 장비 수명과 윤활성을 극대화하는 데 중점을 두는 경우: 특수 유압 오일은 펌프와 탄소강 용기를 보호하는 데 탁월한 선택이지만 엄격한 화재 안전 프로토콜이 필요합니다.
- 안전과 성능의 균형이 가장 중요한 경우: 물-글리콜 혼합물은 오일의 화재 위험과 물의 부식 위험을 줄이면서 탁월한 절충안을 제공합니다.
궁극적으로 이상적인 압력 매체는 운영, 안전 및 예산 제약 조건에 맞게 재료 요구 사항을 조정하는 것입니다.
요약 표:
| 압력 매체 | 주요 장점 | 주요 단점 | 최상의 대상 |
|---|---|---|---|
| 물 | 저비용, 저점도, 불연성 | 부식성, 스테인리스 스틸 부품 필요 | 비용에 민감하고 중요하지 않은 애플리케이션 |
| 오일(유압) | 뛰어난 윤활성, 부식 방지 | 높은 비용, 가연성, 오염 위험 | 장비 수명 극대화 |
| 물-글리콜 | 균형 잡힌 안전성과 성능, 인화성이 낮음 | 적당한 비용, 특정 배합이 필요함 | 범용, 안전이 중요한 응용 분야 |
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