Voditelj nabave za tvornicu preciznih komponenti nedavno je poslao dva Zahtjeva za ponudu istog jutra. Prvi je tražio prešu za sabijanje praha; drugi je opisao stroj za prešanje praha. Prvi dobavljač naveo je hidrauličku prešu od 100 tona s višestrukim alatima. Drugi je citirao brzu mehaničku prešu veličine posude za kozmetički puder. Oba dobavljača su bila tehnički ispravna i niti jedan nije odgovarao projektu. Ovaj se scenarij ponavlja u svim proizvodnim industrijama jer pojmovi "prešanje praha" i "zbijanje praha" opisuju operacije koje se preklapaju dok ukazuju na različite prioritete opreme, strategije alata i sustave upravljanja.
Prešanje praha i zbijanje praha pripadaju obitelji konsolidacije praha. U oba procesa, rastresiti prah se puni u šupljinu matrice, a jedan ili više udaraca primjenjuje silu za zgušnjavanje praha u koherentnu krutinu. Razlika leži u onome za što je stroj dizajniran. Sabijanje se usredotočuje na jednoliku gustoću u projektiranim komponentama; središte prešanja je oblikovanje definirane geometrije s prihvatljivom završnom obradom površine.
Najznačajnija mehanička razlika između dvije kategorije strojeva je način na koji se sila stvara i održava. Mehaničke preše koriste ekscentrični brijeg, ručicu ili zglob za pretvaranje rotacije motora u kratak, snažan hod. Kruže brzo i koštaju manje po dijelu, ali ne mogu ostati pri maksimalnoj snazi. Hidrauličke preše generiraju silu kroz pritisak tekućine na klip, što proizvodi sporije cikluse, ali preciznu, podesivu silu u bilo kojoj točki hoda.
| Parametar | Mehanička preša | Hidraulična preša |
| Brzina ciklusa | 10–40 dijelova u minuti za male dijelove | 3–15 dijelova u minuti ovisno o udaru |
| Kontrola sile | Fiksirano pomoću cam profila | Podesivo unutar punog raspona snage |
| Vrijeme zadržavanja | Kratko, obično 0,1–0,5 sekundi | Podesiv, može držati punu snagu |
| Uniformnost gustoće | Niže za visoke ili dijelove na više razina | Bolje za složene geometrije |
| Trošak alata | Umjereno | Viša za složene setove kalupa |
| Preferirana veličina dijela | Mali do srednji | Srednje do velike |
Ujednačenost gustoće je parametar kvalitete koji odvaja prihvatljivo zbijanje praha od odbijenog izlaza, a odlučuje se prije nego što probijač dodirne prah. Punjenje matrice je početna točka: rastresiti prah koji ulazi u šupljinu matrice ima nasipnu gustoću koja je obično samo 20 do 50 posto konačne prešane gustoće. Dubina punjenja stoga mora biti dva do četiri puta veća od visine gotovog dijela, ovisno o protoku praha i obliku čestica.
Preše s jednostrukim djelovanjem kompaktne su samo s gornje strane, što proizvodi gradijent gustoće od gornjeg do donjeg probijanja. Preše s dvostrukim djelovanjem pomiču oba udarca prema unutra, uravnotežujući distribuciju gustoće po visini dijela. Hidraulički strojevi dodaju neovisno kretanje probijača, što omogućuje da se ciklus preše prilagodi dijelovima s više razina i ponašanju protoka praha. Za prešanje kozmetičkog pudera vrijede isti principi, ali su snage daleko manje; završna obrada površine kalupa i brzina izbacivanja bitniji su od apsolutne gustoće.
Kompatibilnost materijala, a ne strojna terminologija, trebala bi voditi odabir između stroja za prešanje praha i stroja za kompaktiranje praha. Strojevi za kompaktiranje praha dominiraju u metalurgiji praha, gdje se prah željeza, bakra, nehrđajućeg čelika i legura preša pri 400 do 800 MPa. Strojevi za prešanje praha standard su u kozmetici, keramici i farmaceutskom tabletiranju, gdje su pritisci puno niži, a kvaliteta površine dominira specifikacijom.
Strategije kontrole kvalitete otkrivaju pravu razliku između dvije obitelji strojeva. Linija za sabijanje metalnog praha nadzire položaj izbijanja, silu prešanja i gustoću sirovog materijala, a obično se napaja u peć za sinteriranje i operaciju dimenzioniranja. Linija za prešanje kozmetičkog pudera prati težinu ispune, završnu obradu površine i jasnoću otiska, a često se integrira sa stanicama za utiskivanje spužvom, membranskim ispisom ili pakiranjem.
Odaberite ovim redoslijedom: geometrija dijela, materijal, potrebni učinak, zatim proračun. Izračunajte potrebnu silu množenjem projektirane površine dijela s potrebnim jediničnim tlakom, zatim dodajte 20 posto sigurnosne granice. Tek nakon tog izračuna možete smisleno usporediti vrijeme ciklusa, trošak alata i razinu automatizacije među konkurentskim ponudama.
Stroj za prešanje praha može formirati metalni prah pri niskom tlaku, ali neće postići gustoću ili čvrstoću u čistom stanju potrebnu za većinu komponenti metalurgije praha. Zbijanje metala zahtijeva 400 do 800 MPa; prešanje kozmetičkog praha radi na 30 do 150 bara, što je otprilike 3 do 15 MPa. Raspon sila je oko jednog reda veličine.
Hidraulički pogoni s neovisno kontroliranim kretanjem probijača proizvode najbolju ujednačenost gustoće za visoke, višeslojne ili praškaste dijelove s malim protokom. Mehanički pogoni daju veću brzinu i nižu cijenu dijela kada je dio malen, plitak i kompresivan u jednoj akciji.
Kozmetička industrija usvojila je "prešanje" jer se procesom formira posuda za prah s vidljivom površinskom obradom, otiskom ili uzorkom. "Sabijanje" podrazumijeva inženjerstvo gustoće, što je relevantno u metalurgiji praha. Dobavljači koji opslužuju kozmetičke OEM/ODM proizvođače stoga katalogiziraju svoju opremu kao strojeve za prešanje praha.
Pomnožite predviđenu površinu dijela u kvadratnim milimetrima s potrebnim jediničnim tlakom u megapaskalima, zatim podijelite s 9,806 da biste dobili tone. Za kozmetičke pudere koristite 3 do 15 MPa. Za metalni prah koristite 400 do 800 MPa. Dodajte 20 posto sigurnosne granice izračunatoj vrijednosti.