Un manager de achiziții pentru o fabrică de componente de precizie a trimis recent două cereri de cerere în aceeași dimineață. Primul a cerut o presă de compactare a pulberii; al doilea descria o mașină de presat pulbere. Primul furnizor a oferit o presă hidraulică de 100 de tone cu scule multi-acțiune. Cea de-a doua a citat o presă mecanică de mare viteză dimensionată pentru vase cosmetice cu pulbere. Ambii furnizori au fost corecti din punct de vedere tehnic și niciunul nu s-a potrivit cu proiectul. Acest scenariu se repetă în toate industriile de producție, deoarece termenii „presare a pulberii” și „compactare a pulberii” descriu operațiuni care se suprapun în timp ce indică diferite priorități de echipamente, strategii de scule și sisteme de control.
Presarea pulberii și compactarea pulberii aparțin ambele familiei de consolidare a pulberii. În ambele procese, pulberea liberă este încărcată într-o cavitate a matriței și unul sau mai multe perforații aplică forță pentru a densifica pulberea într-un solid coerent. Diferența constă în ceea ce mașina este proiectată să controleze. Compactarea se concentrează pe densitatea uniformă a componentelor proiectate; presarea se concentrează pe formarea unei geometrii definite cu un finisaj acceptabil al suprafeței.
Cea mai semnificativă diferență mecanică dintre cele două categorii de mașini este modul în care este generată și menținută forța. Presele mecanice folosesc o came excentrică, manivelă sau articulație pentru a transforma rotația motorului într-o cursă scurtă și puternică. Ele circulă rapid și costă mai puțin pe piesă, dar nu pot sta la forța maximă. Presele hidraulice generează forță prin presiunea fluidului pe un piston, care produce cicluri mai lente, dar forță precisă, reglabilă în orice punct al cursei.
| Parametru | Presa mecanica | Presa hidraulica |
| Viteza de ciclu | 10-40 de părți pe minut pentru piese mici | 3-15 părți pe minut, în funcție de cursă |
| Controlul forței | Fixat prin profilul camei | Ajustabil în intervalul complet de forță |
| Timp de locuire | Scurtă, de obicei 0,1–0,5 secunde | Ajustabil, poate menține forța maximă |
| Uniformitatea densității | Jos pentru piese înalte sau cu mai multe niveluri | Mai bine pentru geometrii complexe |
| Costul sculelor | Moderat | Mai mare pentru seturi complexe de matrițe |
| Dimensiunea preferată a piesei | Mic spre mediu | Mediu spre mare |
Uniformitatea densității este parametrul de calitate care separă compactarea acceptabilă a pulberii de ieșirea respinsă și este decis înainte ca perforatorul să atingă pulberea. Umplerea matriței este punctul de plecare: pulberea liberă care intră într-o cavitate a matriței are o densitate în vrac care este de obicei doar de 20 până la 50 la sută din densitatea finală presată. Prin urmare, adâncimea de umplere trebuie să fie de două până la patru ori mai mare decât înălțimea piesei finite, în funcție de curgerea pulberii și de forma particulelor.
Presele cu acțiune simplă compactează doar de sus, ceea ce produce un gradient de densitate de la poansonul de sus la cel de jos. Presele cu dublă acțiune deplasează ambele poansonuri spre interior, echilibrând distribuția densității pe înălțimea piesei. Mașinile hidraulice adaugă mișcare independentă a poansonului, ceea ce permite ciclului de presare să se adapteze la piesele pe mai multe niveluri și la comportamentul curgerii pulberii. Pentru presarea pudrei cosmetice se aplică aceleași principii, dar forțele sunt mult mai mici; finisajul suprafeței matriței și viteza de ejectare contează mai mult decât densitatea absolută.
Compatibilitatea materialelor, nu terminologia mașinii, ar trebui să determine selecția între o mașină de presat pulbere și o mașină de compactat pulbere. Mașinile de compactare a pulberilor domină în metalurgia pulberilor, unde fierul, cuprul, oțelul inoxidabil și pulberile de aliaj sunt presate la 400 până la 800 MPa. Mașinile de presat pulbere sunt standardul în cosmetică, ceramică și tablete farmaceutice, unde presiunile sunt mult mai scăzute și calitatea suprafeței domină specificația.
Strategiile de control al calității dezvăluie adevărata diferență dintre cele două familii de mașini. O linie de compactare a pulberii metalice monitorizează poziția perforației, forța de presare și densitatea verde și, de obicei, alimentează un cuptor de sinterizare și o operație de dimensionare. O linie de presare a pudrei cosmetice monitorizează greutatea umpluturii, finisajul suprafeței și claritatea amprentei și se integrează adesea cu ștanțarea cu burete, imprimarea cu membrană sau stațiile de ambalare.
Alegeți în această ordine: geometria piesei, materialul, producția necesară, apoi bugetul. Calculați forța necesară înmulțind suprafața proiectată a părții cu presiunea unitară necesară, apoi adăugați o marjă de siguranță de 20%. Numai după acest calcul puteți compara în mod semnificativ timpul de ciclu, costul sculelor și nivelul de automatizare între ofertele concurente.
O mașină de presat pulbere poate forma pulberi metalice la presiune scăzută, dar nu va atinge densitatea sau rezistența verde necesară pentru majoritatea componentelor din metalurgia pulberilor. Compactarea metalelor necesită 400 până la 800 MPa; Presarea pudrei cosmetice funcționează la 30 până la 150 bar, care este aproximativ 3 până la 15 MPa. Intervalul de forță este de aproximativ un ordin de mărime.
Acționările hidraulice cu mișcarea poansonului controlată independent produc cea mai bună uniformitate a densității pentru piesele înalte, cu mai multe niveluri sau cu debit redus de pulbere. Acționările mecanice oferă viteză mai mare și costuri mai mici ale piesei atunci când piesa este mică, superficială și compresibilă într-o singură acțiune.
Industria cosmetică a adoptat „presarea” deoarece procesul formează o tavă de pulbere cu un finisaj vizibil al suprafeței, amprentă sau model. „Compactarea” implică ingineria densității, care este relevantă în metalurgia pulberilor. Prin urmare, furnizorii care deservesc producătorii de produse cosmetice OEM/ODM își catalogează echipamentele ca mașini de presat pulbere.
Înmulțiți aria proiectată a piesei în milimetri pătrați cu presiunea unitară necesară în megapascali, apoi împărțiți cu 9.806 pentru a obține tone. Pentru pudre cosmetice, utilizați 3 până la 15 MPa. Pentru pulberile metalice, utilizați 400 până la 800 MPa. Adăugați o marjă de siguranță de 20% peste valoarea calculată.