Egy precíziós alkatrészeket gyártó üzem beszerzési vezetője nemrégiben két ajánlatkérést küldött ugyanazon a reggelen. Az első egy por tömörítő prést kért; a második egy porsajtoló gépet írt le. Az első szállító egy 100 tonnás hidraulikus prést kínált többműködésű szerszámokkal. A második egy nagy sebességű mechanikus prést idézett, amelyet kozmetikai púderedényekhez méreteztek. Mindkét beszállító műszakilag korrekt volt, és egyik sem felelt meg a projektnek. Ez a forgatókönyv a gyártó iparágakban megismétlődik, mivel a "porsajtolás" és a "portömörítés" kifejezések átfedő műveleteket írnak le, miközben különböző berendezések prioritásokra, szerszámozási stratégiákra és vezérlőrendszerekre utalnak.
A porsajtolás és a por tömörítés egyaránt a porszilárdítás családjába tartozik. Mindkét eljárásban laza port töltenek be a szerszámüregbe, és egy vagy több lyukasztó erőt fejt ki, hogy a port összefüggő szilárd anyaggá tömörítse. A különbség abban rejlik, hogy a gépet mire tervezték. A tömörítés középpontjában a tervezett alkatrészek egyenletes sűrűsége áll; a préselés egy meghatározott geometria kialakítására összpontosít, elfogadható felületi minőséggel.
A legjelentősebb mechanikai különbség a két gépkategória között az erő létrehozása és megtartása. A mechanikus prések excentrikus bütykös, forgattyús vagy csuklós csuklót használnak, hogy a motor forgását rövid, erőteljes löketté alakítsák. Gyorsan kerékpároznak, és alkatrészenként kevesebbe kerülnek, de nem tudnak maximális erővel kitartani. A hidraulikus prések erőt hoznak létre a folyadék nyomásán keresztül a dugattyún, ami lassabb ciklusokat, de pontos, állítható erőt hoz létre a löket bármely pontján.
| Paraméter | Mechanikus prés | Hidraulikus prés |
| Ciklus sebessége | 10-40 alkatrész percenként kis alkatrészekhez | 3-15 rész percenként lökettől függően |
| Kényszervezérlés | Javítva a bütyökprofil | Teljes erőtartományban állítható |
| Tartózkodási idő | Rövid, jellemzően 0,1-0,5 másodperc | Állítható, teljes erőt bír |
| Sűrűség egyenletessége | Alacsonyabb magas vagy többszintes alkatrészekhez | Jobb összetett geometriákhoz |
| Szerszámköltség | Mérsékelt | Magasabb összetett szerszámkészleteknél |
| Előnyben részesített alkatrészméret | Kicsitől közepesig | Közepestől nagyig |
A sűrűség egyenletessége az a minőségi paraméter, amely elválasztja az elfogadható portömörítést a visszautasított kimenettől, és azelőtt dől el, hogy a lyukasztó hozzáér a porhoz. A kitöltés a kiindulási pont: a szerszámüregbe belépő laza por térfogatsűrűsége jellemzően csak a végső préselt sűrűség 20-50 százaléka. A töltési mélységnek ezért a kész alkatrész magasságának kétszer-négyszeresének kell lennie, a poráramlástól és a szemcsék alakjától függően.
Az egyszeres működésű prések csak felülről tömörítenek, ami sűrűségi gradienst hoz létre a felső lyukasztótól az alsó lyukasztóig. A kettős hatású prések mindkét lyukasztót befelé mozgatják, kiegyenlítve a sűrűségeloszlást az alkatrészmagasságon. A hidraulikus gépek független ütési mozgást adnak hozzá, ami lehetővé teszi, hogy a présciklus alkalmazkodjon a többszintű alkatrészekhez és a por áramlási viselkedéséhez. A kozmetikai porpréselésre ugyanazok az elvek érvényesek, de az erők sokkal kisebbek; A forma felületi minősége és a kilökési sebesség fontosabb, mint az abszolút sűrűség.
Az anyagkompatibilitásnak, nem pedig a gépi terminológiának kell vezérelnie a porpréselő gép és a portömörítő gép közötti választást. A porkohászatban a portömörítő gépek dominálnak, ahol a vas-, réz-, rozsdamentes acél- és ötvözetporokat 400-800 MPa nyomáson préselik. A porsajtoló gépek szabványosak a kozmetikumokban, kerámiákban és gyógyszerészeti tablettázásban, ahol a nyomás sokkal alacsonyabb, és a felületi minőség dominál a specifikációban.
A minőség-ellenőrzési stratégiák felfedik a valódi különbséget a két gépcsalád között. A fémporos tömörítősor figyeli a lyukasztás helyzetét, a préserőt és a nyerssűrűséget, és jellemzően egy szinterező kemencét és egy méretezési műveletet táplál. A kozmetikai porsajtolósor figyeli a töltet tömegét, a felületi minőséget és a lenyomat tisztaságát, és gyakran integrálható a szivacsos bélyegzővel, a membránnyomtatással vagy a csomagolóállomásokkal.
Válasszon ebben a sorrendben: alkatrész geometriája, anyaga, szükséges teljesítmény, majd költségvetés. Számítsa ki a szükséges erőt úgy, hogy megszorozza a kivetített részterületet a szükséges egységnyomással, majd adjon hozzá 20 százalékos biztonsági tartalékot. Csak ezt követően tudja érdemben összehasonlítani a ciklusidőt, a szerszámköltséget és az automatizálási szintet a versengő árajánlatok között.
A porsajtológép alacsony nyomáson is képes fémport készíteni, de nem éri el a legtöbb porkohászati alkatrészhez szükséges sűrűséget vagy nyersszilárdságot. A fémtömörítéshez 400-800 MPa szükséges; A kozmetikai porpréselés 30-150 bar nyomáson működik, ami nagyjából 3-15 MPa. Az erőrés körülbelül egy nagyságrendű.
A független vezérlésű lyukasztómozgással rendelkező hidraulikus hajtások biztosítják a legjobb sűrűségű egyenletességet a magas, többszintes vagy alacsony áramlású poros alkatrészekhez. A mechanikus hajtások nagyobb sebességet és alacsonyabb alkatrészköltséget biztosítanak, ha az alkatrész kicsi, sekély és egyetlen művelettel összenyomható.
A kozmetikai ipar a "sajtolást" alkalmazta, mivel az eljárás során látható felületkezeléssel, lenyomattal vagy mintázattal ellátott poredény képződik. A "tömörítés" sűrűségtechnikát jelent, ami a porkohászatban releváns. A kozmetikai OEM/ODM gyártókat kiszolgáló beszállítók ezért a berendezéseiket porsajtológépként katalogizálják.
Az alkatrész négyzetmilliméterben kivetített területét megszorozzuk a megapascalban mért szükséges egységnyomással, majd osszuk el 9806-tal, hogy tonnákat kapjunk. Kozmetikai porokhoz használjon 3-15 MPa-t. Fémporokhoz használjon 400-800 MPa-t. Adjon hozzá 20 százalékos biztonsági ráhagyást a számított értékhez.