Vedoucí nákupu pro továrnu na výrobu přesných součástek nedávno ve stejný den ráno zaslal dvě RFQ. První požadoval lis na zhutňování prášku; druhý popisoval stroj na lisování prášku. První dodavatel uvedl 100tunový hydraulický lis s víceúčelovým nářadím. Druhý citoval vysokorychlostní mechanický lis dimenzovaný na kosmetické misky na pudr. Oba dodavatelé byli technicky v pořádku a ani jeden neodpovídal projektu. Tento scénář se opakuje napříč výrobními odvětvími, protože termíny „lisování prášku“ a „zhutňování prášku“ popisují překrývající se operace a zároveň poukazují na různé priority zařízení, strategie nástrojů a řídicí systémy.
Lisování prášku a zhutňování prášku patří do rodiny konsolidace prášku. V obou procesech se sypký prášek vloží do dutiny formy a jeden nebo více razníků aplikuje sílu ke zhuštění prášku na koherentní pevnou látku. Rozdíl spočívá v tom, k čemu je stroj navržen. Zhutňování se zaměřuje na stejnoměrnou hustotu konstruovaných součástí; lisování se zaměřuje na formování definované geometrie s přijatelnou povrchovou úpravou.
Nejvýznamnějším mechanickým rozdílem mezi těmito dvěma kategoriemi strojů je způsob generování a udržování síly. Mechanické lisy používají excentrickou vačku, kliku nebo kloubový kloub k převodu otáčení motoru na krátký, silný zdvih. Cyklují rychle a stojí méně na součást, ale nemohou setrvat při maximální síle. Hydraulické lisy generují sílu prostřednictvím tlaku kapaliny na píst, který vytváří pomalejší cykly, ale přesnou, nastavitelnou sílu v libovolném bodě zdvihu.
| Parametr | Mechanický lis | Hydraulický lis |
| Rychlost cyklu | 10–40 dílů za minutu pro malé díly | 3–15 dílů za minutu v závislosti na zdvihu |
| Ovládání síly | Opraveno profilem vačky | Nastavitelné v celém rozsahu síly |
| Doba setrvání | Krátké, obvykle 0,1–0,5 sekundy | Nastavitelný, dokáže udržet plnou sílu |
| Jednotnost hustoty | Nižší pro vysoké nebo víceúrovňové díly | Lepší pro složité geometrie |
| Náklady na nástroje | Mírný | Vyšší pro složité sady matric |
| Preferovaná velikost dílu | Malé až střední | Střední až velké |
Rovnoměrnost hustoty je parametr kvality, který odděluje přijatelné zhutnění prášku od vyřazeného výstupu, a rozhoduje se o něm dříve, než se razník dotkne prášku. Náplň formy je výchozím bodem: sypký prášek vstupující do dutiny formy má objemovou hustotu, která je typicky pouze 20 až 50 procent konečné lisované hustoty. Hloubka plnění proto musí být dvojnásobkem až čtyřnásobkem výšky hotového dílu v závislosti na průtoku prášku a tvaru částic.
Jednočinné lisy lisují pouze shora, což vytváří gradient hustoty od horního razníku ke spodnímu razníku. Dvojčinné lisy posouvají oba razníky dovnitř, čímž se vyrovnává rozložení hustoty po výšce součásti. Hydraulické stroje přidávají nezávislý pohyb razníku, který umožňuje, aby se lisovací cyklus přizpůsobil víceúrovňovým dílům a chování toku prášku. Pro lisování kosmetického prášku platí stejné principy, ale síly jsou daleko nižší; povrchová úprava formy a rychlost vyhazování záleží více než na absolutní hustotě.
Výběr mezi strojem na lisování prášku a strojem na zhutňování prášku by měla řídit materiálová kompatibilita, nikoli strojní terminologie. Práškové lisovací stroje dominují v práškové metalurgii, kde se železné, měděné, nerezové a slitinové prášky lisují při 400 až 800 MPa. Práškové lisovací stroje jsou standardem v kosmetice, keramice a farmaceutickém tabletování, kde jsou tlaky mnohem nižší a kvalita povrchu dominuje specifikaci.
Strategie kontroly kvality odhalují skutečný rozdíl mezi těmito dvěma rodinami strojů. Linka na zhutňování kovového prášku monitoruje polohu razníku, lisovací sílu a hustotu surového materiálu a typicky napájí slinovací pec a kalibrační operaci. Lisovací linka kosmetických prášků monitoruje hmotnost náplně, povrchovou úpravu a čistotu otisku a často se integruje s lisováním houbou, membránovým tiskem nebo balicími stanicemi.
Vybírejte v tomto pořadí: geometrie součásti, materiál, požadovaný výstup a poté rozpočet. Vypočítejte potřebnou sílu vynásobením projektované plochy součásti požadovaným jednotkovým tlakem a poté přidejte 20procentní bezpečnostní rezervu. Teprve po tomto výpočtu můžete smysluplně porovnávat dobu cyklu, náklady na nástroje a úroveň automatizace mezi konkurenčními nabídkami.
Stroj na lisování prášku může vytvářet kovové prášky při nízkém tlaku, ale nedosáhne hustoty nebo pevnosti v surovém stavu, které jsou vyžadovány pro většinu součástí práškové metalurgie. Zhutňování kovů vyžaduje 400 až 800 MPa; lisování kosmetického prášku pracuje při 30 až 150 barech, což je zhruba 3 až 15 MPa. Silová mezera je asi jeden řád.
Hydraulické pohony s nezávisle řízeným pohybem razníku zajišťují nejlepší rovnoměrnost hustoty pro vysoké, víceúrovňové nebo práškové díly s nízkým průtokem. Mechanické pohony poskytují vyšší rychlost a nižší náklady na díl, když je díl malý, mělký a stlačitelný jediným pohybem.
Kosmetický průmysl přijal „lisování“, protože proces tvoří práškovou formu s viditelnou povrchovou úpravou, potiskem nebo vzorem. "Zhutňování" znamená hustotní inženýrství, které je relevantní v práškové metalurgii. Dodavatelé obsluhující kosmetické výrobce OEM/ODM proto katalogizují svá zařízení jako stroje na lisování prášku.
Vynásobte projektovanou plochu součásti ve čtverečních milimetrech požadovaným jednotkovým tlakem v megapascalech a poté vydělte 9 806, abyste získali tuny. Pro kosmetické pudry použijte 3 až 15 MPa. Pro kovové prášky použijte 400 až 800 MPa. Přidejte 20procentní bezpečnostní rezervu nad vypočítanou hodnotu.