Manažér nákupu pre závod na výrobu presných súčiastok nedávno v to isté ráno poslal dve RFQ. Prvý požadoval lis na zhutňovanie prášku; druhý opisoval stroj na lisovanie prášku. Prvý dodávateľ uviedol 100-tonový hydraulický lis s viacúčelovým nástrojom. Druhý citoval vysokorýchlostný mechanický lis s veľkosťou pre kozmetické misky na prášok. Obaja dodávatelia boli technicky korektní a ani jeden nezodpovedal projektu. Tento scenár sa opakuje vo výrobných odvetviach, pretože pojmy „lisovanie prášku“ a „zhutňovanie prášku“ opisujú prekrývajúce sa operácie, pričom poukazujú na rôzne priority zariadení, stratégie nástrojov a riadiace systémy.
Lisovanie prášku a zhutňovanie prášku patria do rodiny konsolidácie prášku. V oboch procesoch sa sypký prášok vloží do dutiny formy a jeden alebo viac razidiel aplikuje silu na zhustenie prášku na koherentnú pevnú látku. Rozdiel spočíva v tom, na čo je stroj určený. Zhutňovanie sa zameriava na rovnomernú hustotu konštrukčných komponentov; lisovanie sa zameriava na formovanie definovanej geometrie s prijateľnou povrchovou úpravou.
Najvýznamnejším mechanickým rozdielom medzi týmito dvoma kategóriami strojov je spôsob generovania a držania sily. Mechanické lisy používajú excentrickú vačku, kľuku alebo kĺb na premenu rotácie motora na krátky, silný zdvih. Cyklujú rýchlo a stoja menej na jeden diel, ale nedokážu zotrvať pri maximálnej sile. Hydraulické lisy vytvárajú silu prostredníctvom tlaku tekutiny na piest, ktorý vytvára pomalšie cykly, ale presnú, nastaviteľnú silu v akomkoľvek bode zdvihu.
| Parameter | Mechanický lis | Hydraulický lis |
| Rýchlosť cyklu | 10–40 dielov za minútu pre malé diely | 3–15 dielov za minútu v závislosti od zdvihu |
| Silové ovládanie | Opravené profilom vačky | Nastaviteľné v celom rozsahu sily |
| Čas zotrvania | Krátke, zvyčajne 0,1–0,5 sekundy | Nastaviteľné, dokáže udržať plnú silu |
| Rovnomernosť hustoty | Nižšia pre vysoké alebo viacúrovňové diely | Lepšie pre zložité geometrie |
| Náklady na nástroje | Mierne | Vyššie pre komplexné súpravy matríc |
| Preferovaná veľkosť dielu | Malé až stredné | Stredné až veľké |
Rovnomernosť hustoty je parameter kvality, ktorý oddeľuje prijateľné zhutnenie prášku od vyradeného výstupu a rozhoduje sa o ňom skôr, ako sa razník dotkne prášku. Náplň formy je východiskovým bodom: sypký prášok vstupujúci do dutiny formy má sypnú hustotu, ktorá je zvyčajne iba 20 až 50 percent konečnej lisovanej hustoty. Hĺbka plnenia musí byť preto dvojnásobkom až štvornásobkom výšky hotového dielu, v závislosti od prietoku prášku a tvaru častíc.
Jednočinné lisy zhutňujú iba zhora, čím sa vytvára gradient hustoty od horného razníka po spodný razník. Dvojčinné lisy posúvajú obidva razníky smerom dovnútra, čím sa vyrovnáva rozloženie hustoty po výške dielu. Hydraulické stroje pridávajú nezávislý pohyb razníka, ktorý umožňuje, aby sa lisovací cyklus prispôsobil viacúrovňovým dielom a správaniu toku prášku. Pre lisovanie kozmetického prášku platia rovnaké princípy, ale sily sú oveľa nižšie; povrchová úprava formy a rýchlosť vyhadzovania záleží viac ako na absolútnej hustote.
Výber medzi strojom na lisovanie prášku a strojom na zhutňovanie prášku by mala riadiť materiálová kompatibilita, nie strojová terminológia. Práškové lisovacie stroje dominujú v práškovej metalurgii, kde sa železné, medené, nerezové a zliatinové prášky lisujú pri 400 až 800 MPa. Práškové lisovacie stroje sú štandardom v kozmetike, keramike a farmaceutickom tabletovaní, kde sú tlaky oveľa nižšie a kvalita povrchu dominuje špecifikácii.
Stratégie kontroly kvality odhaľujú skutočný rozdiel medzi týmito dvoma rodinami strojov. Linka na zhutňovanie kovového prášku monitoruje polohu razníka, lisovaciu silu a hustotu surového materiálu a zvyčajne napája spekaciu pec a kalibračnú operáciu. Linka na lisovanie kozmetického prášku monitoruje hmotnosť náplne, povrchovú úpravu a čistotu potlače a často sa integruje s lisovaním špongiou, membránovou tlačou alebo baliacimi stanicami.
Vyberte si v tomto poradí: geometria dielu, materiál, požadovaný výkon, potom rozpočet. Vypočítajte potrebnú silu vynásobením projektovanej plochy dielu požadovaným jednotkovým tlakom a potom pridajte 20-percentnú bezpečnostnú rezervu. Až po tomto výpočte môžete zmysluplne porovnať čas cyklu, náklady na nástroje a úroveň automatizácie medzi konkurenčnými cenovými ponukami.
Stroj na lisovanie prášku môže vytvárať kovové prášky pri nízkom tlaku, ale nedosiahne hustotu alebo pevnosť v surovom stave potrebnú pre väčšinu komponentov práškovej metalurgie. Zhutňovanie kovov vyžaduje 400 až 800 MPa; lisovanie kozmetického prášku pracuje pri 30 až 150 baroch, čo je zhruba 3 až 15 MPa. Silová medzera je približne jeden rád.
Hydraulické pohony s nezávisle riadeným pohybom razníka vytvárajú najlepšiu rovnomernosť hustoty pre vysoké, viacúrovňové alebo práškové diely s nízkym prietokom. Mechanické pohony poskytujú vyššiu rýchlosť a nižšie náklady na diel, keď je diel malý, plytký a stlačiteľný jedným úkonom.
Kozmetický priemysel prijal „lisovanie“, pretože tento proces vytvára práškovú panvicu s viditeľnou povrchovou úpravou, potlačou alebo vzorom. "Zhutňovanie" znamená hustotné inžinierstvo, ktoré je relevantné v práškovej metalurgii. Dodávatelia slúžiaci výrobcom OEM/ODM kozmetiky preto katalogizujú svoje zariadenia ako stroje na lisovanie prášku.
Vynásobte projektovanú plochu dielu v štvorcových milimetroch požadovaným jednotkovým tlakom v megapascaloch a potom vydeľte 9 806, aby ste získali tony. Pre kozmetické prášky použite 3 až 15 MPa. Pre kovové prášky použite 400 až 800 MPa. Pridajte 20-percentnú bezpečnostnú rezervu k vypočítanej hodnote.