
White Paper - Hot Isostatic Pressing for Orthopedic Implants
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Zum Video: Quintus Technologies URQ-Uniform Rapid Quenching
Heißisostatisches Pressen (HIP) ist eine bewährte Technologie zur Wärmebehandlung, Konsolidierung von Pulver und Entfernung von Porosität aus Gussteilen. HIP kann auf Metalle, Keramik, Verbundwerkstoffe und Kunststoffe angewendet werden.
Bei typischen Drücken von 400 bis 2.070 bar (5.800 bis 30.000 psi) und Temperaturen bis zu 2.000 °C (3.632 °F) kann HIP 100 % der maximalen theoretischen Dichte erreichen und die Duktilität und Dauerfestigkeit von Hochleistungswerkstoffen verbessern. Die Komponenten entsprechen oft der Endkontur oder sind endkonturnahe.
Übliche Anwendungen für heißisostatisches Pressen umfassen die Behebung von Gussfehlern, Verdichtung von Pulvermetall- und Keramikteilen oder Diffusionsschweißen. Die Technologie wird mittlerweile aber auch für neue Anwendungen, wie für die Herstellung sehr großer Gussteile oder sehr großer HIP-plattierter (P/M-zu-festen oder P/M-zu-P/M) Verschleißkomponenten, verwendet. Weitere Bereiche sind Metallspritzgussteile und große P/M-Teile als Ersatz für Schmiedestücke mit langen Lieferzeiten.
Quintus Uniform Rapid Cooling (URC™)- undUniform Rapid Quenching (URQ™)- Öfen bieten eine verkürzte Zykluszeit, eine höhere Produktivität und einen einzigartigen HIP-Zyklus, der Wärmebehandlung inkludiert. Die Vorteile sind ein niedrigerer Energieverbrauch, reduzierte Kosten und eine verbesserte Qualitätskontrolle. Der Werkstoff ist außerdem bereit für die nachfolgenden Produktionsschritte, z. B. Bearbeitung, Schleifen, usw.
Für Lebensdauer und Ermüdungsfestigkeit hat die Beseitigung von Poren dramatische Auswirkungen. Wird HIP unter den richtigen Bedingungen durchgeführt, kann eine 10-fache Lebensdauer erzielt werden.
Nachbearbeitung
Beim HIP unter den richtigen Bedingungen, wie z. B. mit Nachbehandlungsschritten wie dem Spannungsarmglühen, kann der gesamte Zyklus um bis zu 50 % verkürzt werden.
Ein bewährtes Verfahren für additiv hergestellte Teile
Übliche Anwendungen für heißisostatisches Pressen umfassen die Behebung von Fehlern bei AM-Teilen (Beseitigung von Poren), die Verdichtung von Titanpulver und das Diffusionsschweißen unterschiedlicher Metalle oder Legierungen. Die Technologie wird mittlerweile aber auch für neue Anwendungen, wie für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und zur Wärmebehandlung, verwendet.
Verbesserung von Teilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie
Von allen HIP-Anlagen weltweit werden mehr als 50 % zur Verfestigung und Verbesserung der Materialeigenschaften von Titan und anderer Superlegierungen für die Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet. Heute ist HIP das Standardverfahren für die Gewährleistung einer längeren und vorhersagbaren Standzeit von Turbinenschaufeln im Flugzeugtriebwerk.
Ungeachtet der Legierung oder der 3D-Druckmethode (EBM, SLM, usw.) ist HIP der Schlüssel zu besseren Materialeigenschaften und Kostenersparnis aufgrund einer sicheren und effizienten Produktion von hoher Qualität.
Gründe, warum Sie HIP anwenden sollten
100 % theoretische Dichte
Verbesserte Materialeigenschaften
Effizientere Produktion
Neue Anwendungsmöglichkeiten für HIP:
Mit URQ können geregelte Abkühlgeschwindigkeiten von bis zu 3.000 °C/min durch die Kombination von Druck- und Temperaturregelung erreicht werden:
Vorteile gegenüber herkömmlichen Wärmebehandlungsmethoden:
Neue und einzigartige Werkstoffe können hergestellt werden
Übliche Anwendungen umfassen
Uniform Rapid Quenching eines Hammerkopfes – 500 C/min
Durch den hohen Druck vermeidet das Abschrecken in einer HIP im Vergleich zum Öl- und/oder Wasserabschrecken thermische Spannungen, Verzug oder Rissbildung Ihrer Teile.