Was ist heißes isostatisches Pressen?
Das heißisostatische Pressen ist ein Prozess, bei dem die Gesamtdichte eines Bauteils durch Entfernen überschüssiger Flüssigkeiten und Hohlräume erhöht wird. Dies geschieht normalerweise in einem zweiteiligen Prozess, um sicherzustellen, dass das Material strukturell einwandfrei ist und enormen Belastungen standhält. Die Komponente, in der Regel ein Pulver, wird zunächst extremen Temperaturen ausgesetzt, um Feuchtigkeit zu entfernen. Außerdem wird ein starkes Vakuum angelegt, um eventuell enthaltene Verunreinigungen zu entfernen. Währenddessen werden inerte Gase in die umschlossene Umgebung eingeleitet, bis der Innendruck eine gleichmäßige metallurgische Bindung innerhalb der korngroßen Partikel herstellt. Das Ergebnis eines heißisostatischen Pressprozesses ist metallischer Sand mit einer Dichte von nahezu 100%, der in nahezu jeder Form für verschiedene Industrien geformt werden kann.
Eines der beliebtesten Beispiele für heißisostatisches Pressen ist das Plattieren. Durch das Auftragen eines haltbaren, seltenen Metalls oder Metallpulvers auf die Außenseite eines weitaus gängigeren Materials können Hersteller kostengünstige Artikel mit einer längeren Lebensdauer herstellen, da diese wesentlich haltbarer sind. Während dies in der Vergangenheit in gewisser Weise durch metallurgisches Kombinieren zweier verschiedener Metalle erreicht werden konnte, kombiniert das heißisostatische Pressen nicht zwei Metalle, um eine Legierung zu erzeugen. Dies ermöglicht die Anwendung des Verfahrens auf viele verschiedene Arten von Materialien, die bisher nicht möglich waren, wie z. B. Metallgehäuse auf Keramik oder Kunststoff.
Einer der Hauptvorteile des heißisostatischen Pressens für viele Branchen ist die starke Reduzierung der Menge an verschwendeten Bauteilen, wodurch die Hersteller bis zu 30% ihrer Materialeinkäufe und Arbeitskräfte einsparen. Frühere konventionelle Verfahren führten dazu, dass während der letzten Bauphasen eine große Menge an Metallschrott übrig blieb, und da seltene Materialien wie Wolframcarbid sehr teuer waren, war dies ein ernstes Problem. Da mit diesem Verfahren sehr komplexe geometrische Formen in nahezu jedem Maßstab nachgebildet werden können, geht beim endgültigen Formgebungsprozess nur sehr wenig Metall verloren.
Die ersten Umsetzungen des heißisostatischen Pressverfahrens lassen sich bis ins Jahr 1955 zurückverfolgen, mit dem Ziel, komplexe, einheitliche Werkstoffe herzustellen, die sonst durch Kleben oder Schweißen nicht erreicht werden könnten. Während diese Technologie ursprünglich für die Luft- und Raumfahrtindustrie entwickelt wurde, um vor dem äußeren Druck zu schützen, der auf Raumfahrzeuge ausgeübt wird, wurde sie auch in der Öl-, Automobil- und Medizinindustrie schnell populär. Sogar Raketentriebwerke und Weltraumsatelliten wurden mit diesem Verfahren konstruiert, da es einfach keine andere Möglichkeit gibt, sie mit größerer Haltbarkeit herzustellen. Da das Volumen an Formen und Größen, die erzeugt werden können, nahezu unbegrenzt ist, sollte das heißisostatische Pressen weiterhin eine beliebte Alternative in vielen getrennten Industrien bleiben.