Heet Isostatisch Persen
wat is Hot Isostatic Pressing (HIP)?
Hot Isostatic Pressing, oftewel HIP, is een productieproces waarbij gebruik wordt gemaakt van hoge druk met een inert gas in combinatie met verhoogde temperaturen. De druk die in dit proces wordt toegepast is isostatisch, wat betekent dat deze gelijkmatig in alle richtingen via het inerte gas wordt verdeeld. Deze unieke combinatie van hitte en druk sluit poriën en defecten die ontstaan bij het gieten of additief vervaardigen van onderdelen, waardoor de onderdelen zo dicht mogelijk bij hun maximale theoretische dichtheid komen. Dit verhoogt de veiligheid en prestaties van het product.
proces
HIP maakt gebruik van een oven in een drukvat en combineert gelijktijdig hitte en hoge druk van een inert gas (meestal argon) op materialen. Door de gelijktijdige toepassing van hitte (tot 1250°C) en druk (tot 200 MPa, 2000 bar) worden interne holtes en microporositeit (zonder verbinding met het oppervlak) geëlimineerd via plastische vervorming, kruip en diffusiebinding. De ovenkamer wordt verhit, waardoor de druk in het vat toeneemt. Veel systemen gebruiken gaspompen om het hoge drukniveau te bereiken. De gasdruk wordt vanuit alle richtingen op het materiaal uitgeoefend (vandaar “isostatisch”).
toepassingsgebieden
Hot Isostatic Pressing (HIP) vergroot de kans op succes in missie-kritische, risicovolle toepassingen zoals lucht- en ruimtevaart, defensie, energie, kernenergie en orthopedische implantaten. HIP is een veelzijdige methode die kan worden toegepast op verschillende materialen en productietechnieken. Het is geschikt voor het verbeteren van gietstukken en onderdelen die via additive manufacturing zijn geproduceerd. Daarnaast wordt HIP gebruikt om poedermetallurgische materialen samen te persen tot volledig dichte componenten. Het proces is ook effectief voor het verbinden van verschillende materialen.
- Lucht- en ruimtevaart & defensie
- Energie
- Poedermetallurgie
- Additive manufacturing (3D-printen)
- Medisch
- Diffusiebinding
- Ruimtevaartindustrie
De pers, model QIH 122 M URC®, is uitgerust met Quintus’ eigen uniforme snelle koeling (URC), een functie die de materiaaleigenschappen verbetert van onderdelen die zijn ontworpen voor missie kritische toepassingen, die steeds vaker worden geproduceerd in de levendige omgeving van additive manufacturing (AM).
voordelen
Een van de belangrijkste voordelen van HIP is het verwijderen van porositeit, wat resulteert in superieure mechanische eigenschappen van behandelde componenten. Dit proces vermindert ook de variatie in mechanische eigenschappen, wat vooral belangrijk is voor missie-kritische onderdelen zoals turbinebladen, medische implantaten en raketmotoren. Door de consistentie en betrouwbaarheid van deze onderdelen te verbeteren, speelt HIP een essentiële rol in hun prestaties en veiligheid.
resultaten
HIP verbetert mechanische eigenschappen zoals vermoeiingsweerstand, kruip, ductiliteit en verwerkbaarheid van onderdelen die zijn ontworpen voor missie-kritische toepassingen. Het HIP-proces verdicht, repareert en creëert een uniforme microstructuur en is het ideale proces om de betrouwbaarheid en prestaties van je product te verbeteren door porositeit te elimineren en 100% theoretische dichtheid te bereiken. Door de consistentie en betrouwbaarheid van deze onderdelen te verhogen, speelt HIP een cruciale rol in hun prestaties en veiligheid.
Bewezen voordelen zijn:
- Superieure materiaaleigenschappen (vermoeiingssterkte, kruipsterkte, trekductiliteit en breuktaaiheid)
- Minder spreiding in eigenschappen (as-cast, as-built)
- Verbeterd, bewerkt en gepolijst oppervlak
- Lichtgewicht ontwerp
- Geen interne defecten (lagere afkeur bij gieten en lagere inspectiekosten)
- Lagere productiekosten
materialen en producten die behandeld kunnen worden
Toepassing | Doel | Materiaal |
Verdichten van (precisie)gietstukken en additief vervaardigde onderdelen |
| Ni- en Co-gebaseerde superlegeringen, Ti-legeringen, Al-legeringen, Staalsoorten, Cu-legeringen |
Verdichten van voor-gesinterde poeders |
| WC-hardmetalen, Si₃N₄ en andere geavanceerde keramieken |
Consolidatie van ingekapselde poeders |
| HSS-staalsoorten, metaalmatrixcomposieten (Al-SiC), magnetische materialen (ferrieten) |
Interfacebinding |
| Brons en staal, Ni-legeringen en staal, meerlaagse structuren, plasmaspuitcoatings |
Gespecialiseerde toepassingen |
| ZnS, lanthaniden en aluminaten |
Een HIP eenheid bestaat uit een hoge temperatuur oven ingesloten in een drukvat. Gietstukken of poedermetalen worden in een container (de werkstukken) geplaatst en verhit onder een gelijkmatige, isostatische druk van inert Argon-gas. Dit proces herstelt gietstukken die zowel zichtbare als onzichtbare nadelige eigenschappen hebben. Na HIP is het resultaat de eliminatie van inwendige holten (d.w.z. porositeit) en een verbeterde microstructuur. Eventuele holten in het gietstuk worden door dit proces gerepareerd.
Als u uw gietstuk wilt repareren, is het HIP-procédé de aangewezen weg om dat te doen. Indien u gietstukken van kritiek belang hebt en zekerheid van prestatie vereist (b.v. voor de koppelingen die in de aandrijflijn van helikopters worden gebruikt), moet uw gietproces met HIPping worden voltooid. Dit zal ervoor zorgen dat er geen onzichtbare, zwakke plekken in uw onderdeel zitten.
HIP is effectief bij bijna alle materialen – inclusief metalen, keramiek en kunststoffen. Bij HIP gerepareerde gietstukken is alle porositeit verwijderd. De verminderde porositeit van HIPped materialen maakt verbeterde mechanische eigenschappen mogelijk, zoals vermoeiingssterkte en verhoogde verwerkbaarheid. Het HIP-proces verdicht en herstelt en creëert een schone uniforme microstructuur van het gietstuk. Onderzoek van HIPped-onderdelen met niet-destructieve testtechnieken laat uitstekende resultaten zien. Deze eigenschappen zijn niet mogelijk met lassen of gieten.
In de poedermetallurgie kan het HIP-proces materialen produceren uit metaalsamenstellingen die moeilijk of onmogelijk te smeden of te gieten zijn.
Wij bevelen aan dat een container wordt gebruikt – zij worden gewoonlijk “Cans” genoemd die het vormmateriaal en het poedermetaal of de legering bevatten. Met dit proces, leveren wij de Near Net Shape voor cliënten, die vele gelijkenissen met 3D printen, en de verloren wasvervaardiging heeft.
Aangezien ons proces een oven op hoge temperatuur, gasomgeving, en hoge druk gebruikt, kunnen onze cliënten significante post HIP behandelingen vermijden.
Toepassingen:
- Verwijderen van porositeit in gietstukken
- Consolidatie van ingekapselde poeders tot bijna-netto vormgieten
- Verdichten van MMC’s en keramiek
- Geavanceerde diffusieverbindingstechnieken (cladding)
certificeringen
De HIP-faciliteiten van Aalberts beschikken over:
- Standaard kwaliteits- en milieucertificeringen.
- Nadcap, de toonaangevende accreditatie voor speciale processen binnen de luchtvaartindustrie.
- Diverse relevante OEM-goedkeuringen, zoals GE Aerospace, Safran, SpaceX, om er enkele te noemen. Neem gerust contact op voor meer informatie.
veiligheid, milieu en duurzaamheid
Ons speciale proces verbetert de veiligheid, prestaties van componenten en verlaagt de uitstoot. Wij geven prioriteit aan service, kwaliteit en duurzaamheid, en realiseren sociale en milieueffecten in de eindmarkten van onze klanten. We streven naar nul schade en de beste milieunormen door te focussen op cultuur, leiderschap, technologie en verantwoordelijkheid. Aalberts heeft binnen de groep bronzen, zilveren en gouden medailles behaald, wat onze inzet voor duurzaamheid aantoont.
