Cold Isostatic Pressing 및 그 응용 이해

Cold Isostatic Pressing의 정의와 원리

CIP(Cold Isostatic Pressing)는 재료를 가공하는 방법입니다. 분말을 엘라스토머 몰드에 넣고 균일한 액체 압력을 가하여 몰드를 압축함으로써 압축하는 작업이 포함됩니다. 그 결과 매우 컴팩트한 솔리드가 생성됩니다. 냉간 등압 성형은 일반적으로 플라스틱, 흑연, 분말 야금, 세라믹, 스퍼터링 타겟 및 기타 재료에 사용됩니다.

파스칼의 법칙에 기초한 냉간 등압성형이 어떻게 작동하는가

냉간 등방압 프레싱은 밀폐된 유체에 가해진 압력이 압력 크기의 변화 없이 유체 전반에 걸쳐 모든 방향으로 전달된다는 파스칼의 법칙에 기초하여 작동합니다. CIP에서 엘라스토머 몰드는 변형에 대한 저항이 낮기 때문에 압력이 균일하게 전달되고 분말을 고체 형태로 압축할 수 있습니다.

냉간 등압성형에 관련된 공정

냉간 등압 성형 공정은 분말을 엘라스토머 몰드에 넣는 것부터 시작됩니다. 그런 다음 일반적으로 물, 오일 또는 글리콜 혼합물을 사용하여 금형에 균일한 액체 압력을 가합니다. 적용되는 압력은 일반적으로 100-600MPa 사이입니다. 이 압력은 분말을 압축하고 최종 강도를 달성하기 위해 취급, 처리 및 추가 소결에 충분한 강도를 갖는 "원시" 부품을 형성합니다.

냉간 등압 성형에 적합한 재료 및 공정

냉간 정수압 프레싱은 플라스틱, 흑연, 분말야금, 세라믹, 스퍼터링 타겟 등 다양한 재료에 적합합니다. 이는 일반적으로 추가 소결 또는 열간 등방압 프레싱 공정을 위한 블랭크를 제공하는 데 사용됩니다. 밀도 측면에서 냉간 정수압 성형은 금속의 경우 약 100%, 세라믹 분말의 경우 약 95%의 이론적 밀도를 달성할 수 있습니다.

요약하자면, 냉간정수압성형(Cold Isostatic Pressing)은 균일한 액압을 이용하여 분말을 압축하여 재료를 가공하는 방법이다. 이는 파스칼의 법칙을 기반으로 하며 탄성중합체 몰드를 사용하여 분말을 둘러싸는 것과 관련됩니다. 냉간 등방압 프레싱은 다양한 재료에 적합하며 일반적으로 추가 가공을 위한 블랭크를 제공하는 데 사용됩니다.

Cold Isostatic Pressing의 장점

재료의 균일한 밀도 달성

냉간 등압 성형은 재료의 밀도가 균일함을 보장합니다.
이로 인해 소결과 같은 다른 공정 중에 균일한 수축이 발생합니다.
CIP에 사용되는 압력은 동일한 크기로 재료의 모든 부분에 도달합니다.

소재의 균일한 강도 구현

재료를 압축하는 데 사용되는 압력은 모든 방향에서 동일하므로 강도가 균일합니다.
균일한 강도를 지닌 재료는 더 효율적이고 신뢰할 수 있습니다.

냉간 등압 성형의 다양성

CIP는 다른 방법으로는 생산하기 어렵거나 불가능한 어려운 형상을 생산할 수 있습니다.
또한 대형 재료를 생산하는 데에도 사용할 수 있습니다.
유일한 제한은 압력 용기의 크기입니다.

재료의 내식성 향상

냉간 정수압 프레싱은 재료의 내식성을 향상시킵니다.
이 공정을 거친 소재는 다른 소재에 비해 수명이 더 깁니다.

기계적 성질 개선

냉간 등방압 프레스 재료는 연성 및 강도와 같은 기계적 특성이 향상되었습니다.
이는 산업 응용 분야에서 더 나은 성능과 내구성을 제공합니다.

분말 야금 분야의 응용

CIP는 분말야금의 소결 전 압축 단계에서 사용됩니다.
복잡한 모양과 치수의 생산이 가능합니다.

내화 금속 생산

CIP는 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈륨과 같은 내화 금속을 생산하는 데 사용됩니다.
이 금속은 녹는점이 높고 마모에 강합니다.

소결 공정에서의 역할

냉간 정수압 프레싱은 소결 전에 수행됩니다.
CIP 제품의 높은 그린 강도로 인해 다른 소재에 비해 더 빠른 소결이 가능합니다.

단축 압착과 비교한 냉간 등압 압착의 6가지 주요 장점

제품 특성이 더욱 균일해지고, 균질성이 향상되며, 완제품 치수가 더욱 정밀하게 제어됩니다.
완제품의 모양과 크기에 있어 유연성이 향상됩니다.
더 긴 종횡비가 가능하므로 길고 얇은 펠릿이 가능합니다.
분말의 압축이 향상되어 치밀화가 향상됩니다.
다양한 특성과 형태의 재료를 가공하는 능력.
사이클 시간이 단축되고 생산성이 향상됩니다.

열간 등방압 프레싱 도구 사용의 장점

열간 등방압 프레싱 도구는 다양한 산업 분야에서 여러 가지 장점을 제공합니다.

금속의 기계적 특성을 개선하여 성능과 내구성을 향상시킵니다.
보이드를 줄이거나 제거하여 보다 안정적인 표면을 얻을 수 있습니다.
분말을 특정 부품 및 구성 요소로 통합합니다.
서로 다른 금속을 결합하여 비용 효율적인 부품을 만듭니다.

냉간 등압성형

냉간 등압 성형은 금형을 성형하는 데 드는 높은 초기 비용을 감당할 수 없는 부품을 생산하는 데 유리합니다.
이를 통해 매우 크고 복잡한 예비 부품을 생산할 수 있습니다.
균일한 밀도 분포는 전 세계적으로 등압 프레싱 시스템의 성장을 위한 핵심 동인입니다.
또한 인적 오류와 긴급한 결함도 줄어듭니다.

ITO 타겟에 대한 Cold Isostatic Pressing의 장점

냉간 등방압 프레싱은 ITO 타겟 준비에 장점이 있습니다.

압력이 크고 응력이 균일하여 대형 분말제품의 압착에 적합합니다.
프레스드 파우더 제품은 밀도와 균일성이 높습니다.
윤활유를 첨가할 필요가 없습니다.
생산비용이 저렴하여 대량생산에 적합합니다.

냉간 등방압 프레싱은 재료의 균일한 밀도 및 강도 달성, 모양 및 크기의 다양성, 내부식성 증가, 기계적 특성 개선, 분말 야금 및 내화 금속 생산의 다양한 적용과 같은 이점을 제공하는 다재다능하고 유익한 기술입니다. 이는 다양한 산업 분야에서 고품질 부품을 얻기 위한 귀중한 방법입니다.

냉간 등압 성형의 유형

Wet Bag Isostatic Pressing의 설명

습식 백 공정에서는 분말 재료를 플렉스 몰드 백에 넣고 압력 용기의 고압 액체에 담급니다. 그런 다음 등압이 금형의 외부 표면에 적용되어 분말을 원하는 모양으로 압축합니다. 이 방법은 다형, 소량부터 대량 생산, 대형 제품의 프레싱에 이상적입니다.

Dry Bag Isostatic Pressing 설명

건식백 등방압 성형에는 압력 용기에 금형을 고정하고 분말을 채우는 과정이 포함됩니다. 그런 다음 압력 액체의 등방압이 금형의 외부 표면에 적용되어 분말을 콤팩트한 미세 구조를 가진 고체 덩어리로 압축합니다. 이 방법은 Wet Bag Press보다 속도가 빠르고 소재의 대량 생산에 적합합니다.

습식백과 건식백 등압성형의 비교

Wet bag isostatic Pressing은 상대적으로 느리며 재료를 처리하는 데 5~30분이 소요됩니다. 그러나 대용량 펌프 및 로딩 메커니즘이 개선되면 프로세스 속도가 빨라질 수 있습니다. 반면에, 건식백 등압성형은 더 빠르고 대량생산에 더 적합합니다. 또한 축대칭 형상을 가진 소형 초경 제품을 생산하는 데 더 이상적입니다.

텅스텐 카바이드 로드 생산에 드라이백 등방압 프레싱 사용

드라이백 등압 프레싱은 텅스텐 카바이드 로드 생산에 일반적으로 사용됩니다. 이 방법을 사용하면 높은 성형 압력과 빠른 프레싱이 가능하므로 소형 텅스텐 카바이드 바가 생성됩니다. 건식 백 등방성 프레싱 후 바를 소결하기 전에 연삭한 후 직접 소결할 수 있습니다. 이 공정은 텅스텐 카바이드 로드 생산에 효율적이고 비용 효율적입니다.

전반적으로 냉간 등방압 프레싱은 균일한 밀도와 강도, 어려운 형상을 생산할 때의 다양성, 향상된 내식성 및 기계적 특성, 분말 야금 및 내화 금속에서의 사용과 같은 이점을 제공합니다. 습식 백과 건식 백 등압 성형 사이의 선택은 생산 공정의 특정 요구 사항과 목표에 따라 달라집니다.