HIP-Standards
Ihr unentbehrlicher Leitfaden zu den Spezifikationen des heißisostatischen Pressens, den Qualitätsanforderungen und der Einhaltung von Industrievorschriften.
Normen für das heißisostatische Pressen: Eine Kurzanleitung
Die Wirksamkeit und Sicherheit von Komponenten, die dem heißisostatischen Pressen (HIP) unterzogen werden, insbesondere in kritischen Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt, medizinischen Implantaten und der Energieinfrastruktur, hängt stark von einer strengen Qualitätskontrolle ab. Diese Notwendigkeit hat zu einer komplexen Landschaft von gesetzlichen und branchenspezifischen HIP-Standards geführt.
Die Beherrschung dieser Normen, die je nach Materialtyp (z. B. Superlegierungen, Titan, Edelstahl) und Anwendungsanforderungen variieren, ist für die Einhaltung der Materialanforderungen, die Sicherstellung der strukturellen Integrität und die Validierung der Herstellungsprozesse unerlässlich.
Die folgende Tabelle enthält eine konsolidierte Zusammenfassung der wichtigsten HIP-Standards, -Spezifikationen und -Empfehlungen für verschiedene Materialien und industrielle Anwendungen.
Fortgeschrittene Fertigungsmethoden:
Material Gruppe | Note | Herstellungsverfahren | Standard | Benennung | Titel | Umfang |
|---|---|---|---|---|---|---|
Verschiedene Legierungsgruppen | Titanlegierungen, Kobalt 28 Chrom 6 Molybdän, IN718, IN625, 316 und AlSi10Mg | PBF-LB | ASTM | F3301-18a | Standard für die Additive Fertigung – Nachbearbeitungsverfahren – Standardspezifikation für die thermische Nachbearbeitung von Metallteilen, die durch Pulverbettschmelzen hergestellt wurden | Diese Norm legt die Anforderungen an die thermische Nachbehandlung von Teilen fest, die durch Schmelzen im Metallpulverbett hergestellt werden, um die erforderlichen Materialeigenschaften und das Mikrogefüge zu erreichen, die den technischen Anforderungen entsprechen. |
Aluminiumlegierung | AlSi10Mg | PBF-LB | ASTM | F3318-18 | Standard für die Additive Fertigung – Eigenschaften von Fertigteilen – Spezifikation für AlSi10Mg mit Pulverbettfusion – Laserstrahl | Diese Spezifikation umfasst additiv gefertigte AlSi10Mg-Teile (ähnlich DIN EN 1706:2013-12 EN AC-43000), die durch Pulverbettschmelzen, z.B. durch Laserschmelzen, hergestellt werden. |
Titan-Legierung | Ti64 | PBF-LB, PBF-EB | ASTM | F2924-14 | Standardspezifikation für die additive Fertigung von Titan-6-Aluminium-4-Vanadium im Pulverbettverfahren | Diese Spezifikation bezieht sich auf additiv gefertigte Komponenten aus Titan-6-Aluminium-4-Vanadium (Ti-6Al-4V), die durch Vollschmelzen im Pulverbett hergestellt werden, z.B. durch Elektronenstrahlschmelzen und Laserschmelzen. |
Titan-Legierung | Ti64 ELI (Extra Low Interstitial) | PBF-LB, PBF-EB | ASTM | F3001-14 | Standardspezifikation für die additive Fertigung von Titan-6-Aluminium-4-Vanadium ELI (Extra Low Interstitial) mit Pulverbettfusion | Diese Spezifikation bezieht sich auf additiv gefertigte Komponenten aus Titan-6-Aluminium-4-Vanadium mit besonders wenig Zwischengittersteinen (Ti-6Al-4V ELI), die durch Vollschmelzverfahren wie Elektronenstrahlschmelzen und Laserschmelzen hergestellt werden. |
Nickel-Legierung | IN718 (Legierung UNS N07718) | PBF-LB, PBF-EB | ASTM | F3055-14 | Standardspezifikation für die additive Fertigung von Nickellegierungen (UNS N07718) durch Pulverbettschmelzen | Diese Spezifikation bezieht sich auf additiv gefertigte UNS N07718-Komponenten, die mittels Vollschmelzverfahren im Pulverbett hergestellt werden, wie z.B. Elektronenstrahlschmelzen und Laserschmelzen. |
Nickel-Legierung | IN625 (Legierung UNS N06625) | PBF-LB, PBF-EB | ASTM | F3056-14 | Standardspezifikation für die additive Fertigung von Nickellegierungen (UNS N06625) durch Pulverbettschmelzen | Diese Spezifikation bezieht sich auf additiv gefertigte UNS N06625-Komponenten, die mittels Vollschmelzverfahren im Pulverbett hergestellt werden, wie z.B. Elektronenstrahlschmelzen und Laserschmelzen. |
Titan-Legierung | Ti64 | PBF-LB | SAE | AMS7028 | Titanlegierung, Ti-6Al-4V, heiß-isostatisch gepresst (niedrige Temperatur, hoher Druck), hergestellt durch Laser-Pulver-Bett-Fusion | Diese Spezifikation bezieht sich auf eine Alpha-Beta-Ti-6Al-4V-Legierung, die durch additive Fertigung im Laser-Pulverbett-Verfahren (L-PBF) hergestellt und einer heißisostatischen Presse (HIP) unterzogen wurde. |
Titatnium-Legierung | Ti64 | Direkte Metallabscheidung (DED) | SAE | AMS4999A | Titanlegierung Direktabgeschiedene Produkte 6Al – 4V Geglüht | Diese Spezifikation umfasst Metallprodukte, die durch direkte Metallabscheidung hergestellt werden. |
Material Gruppe | Note | Herstellungsverfahren | Standard | Benennung | Titel | Umfang |
|---|---|---|---|---|---|---|
Aluminium-Legierungen | Verschiedene | Gussteile | ASTM | B998-17 | Standard-Leitfaden für das heißisostatische Pressen (HIP) von Gussstücken aus Aluminiumlegierungen | Dieser Leitfaden behandelt die Anforderungen an das heißisostatische Pressen (HIP) von Gussstücken aus Aluminiumlegierungen. |
Stahl, rostfreier Stahl und verwandte Legierungen | Verschiedene | Gussteile | ASTM | A1080/A1080M-24 | Standardverfahren für das heißisostatische Pressen von Gussstücken aus Stahl, Edelstahl und verwandten Legierungen | Diese Praxis umfasst allgemeine Anforderungen an das heißisostatische Pressen (HIP) von Gussstücken aus Stahl, rostfreiem Stahl und verwandten Legierungen. |
Titan-Legierung | Ti64 | Gussteile | SAE | AMS4992 | Gussteile, Strukturelle Einbettmasse, Titanlegierung 6Al – 4V, heiß isostatisch gepresst | Diese Spezifikation gilt für die Titanlegierung Ti 6Al-4V in Form von Feingussteilen. |
Titan-Legierung | Ti64 | Gussteile | SAE | AMS4991G | Gussteile aus Titanlegierungen, Feinguss 6Al – 4V Heißisostatisch gepresst, Glühen optional | Diese Spezifikation bezieht sich auf eine Titanlegierung in Form von Feingussteilen mit vier Stufen zulässiger Unregelmäßigkeiten. |
Material Gruppe | Note | Herstellungsverfahren | Standard | Benennung | Titel | Umfang |
|---|---|---|---|---|---|---|
Stahl, rostfreier Stahl und verwandte Legierungen | Verschiedene | Gussteile | ASTM | A1080/A1080M-24 | Standardverfahren für das heißisostatische Pressen von Gussstücken aus Stahl, Edelstahl und verwandten Legierungen | Diese Praxis umfasst allgemeine Anforderungen an das heißisostatische Pressen (HIP) von Gussstücken aus Stahl, rostfreiem Stahl und verwandten Legierungen. |
Pyrometrie | K.A. | K.A. | SAE | AMS2750 | Pyrometrie | Diese Spezifikation deckt pyrometrische Anforderungen an Geräte für die thermische Verarbeitung von metallischen Werkstoffen ab. Sie umfasst insbesondere Temperatursensoren, Messgeräte, Geräte für die thermische Verarbeitung, Korrekturfaktoren und Instrumenten-Offsets, Systemgenauigkeitstests und Untersuchungen zur Temperaturgleichmäßigkeit. |
Audit-Kriterien | K.A. | K.A. | Nadcap | AC 7102/6 | Audit-Kriterien für die Wärmebehandlung beim heißisostatischen Pressen (HIP) | Diese Checkliste ergänzt AC7102. Die Checkliste gilt für Lieferanten, die eine Nadcap-Akkreditierung anstreben und mit dem heißisostatischen Pressen (HIP) von Metallprodukten arbeiten. |
Pyrometrie und Druck | K.A. | K.A. | SAE | AMS2750/1 | Pyrometrie und Druck beim heißisostatischen Pressen (DRAFT) | Für das heißisostatische Pressen (HIP) wurden von mehreren Anwendern des HIP-Verfahrens in der Luft- und Raumfahrtindustrie Spezifikationen herausgegeben, was dazu führte, dass es keine Standardanforderungen für Pyrometrie und Druck gab. Diese Spezifikation soll Standardanforderungen für die Pyrometrie und den Druck festlegen, die in der gesamten Branche verwendet werden können. |
Material Gruppe | Note | Herstellungsverfahren | Standard | Benennung | Titel | Umfang |
|---|---|---|---|---|---|---|
Nickel-Legierung | IN718 (Legierung UNS N07718) | Metall-Spritzguss (MIM) | SAE | AMS5917 | Metall-Spritzgussteile aus Nickelbasislegierung 718 Heißisostatisch gepresst, gelöst und gealtert | Diese Spezifikation umfasst eine korrosions- und hitzebeständige Nickellegierung in Form von Metallspritzgussteilen (MIM). |
Material Gruppe | Note | Herstellungsverfahren | Standard | Benennung | Titel | Umfang |
|---|---|---|---|---|---|---|
Edelstahl-Legierungen | Verschiedene | PM-HIP | ASTM | A988/A988M-23 | Standard-Spezifikation für Flansche, Armaturen, Ventile und Teile aus heißisostatisch gepresstem Edelstahl für Hochtemperaturanwendungen | Diese Spezifikation umfasst heiß isostatisch gepresste, pulvermetallurgisch hergestellte Rohrleitungskomponenten aus Edelstahl zur Verwendung in Drucksystemen. |
Stahl-Legierungen(Cr-Mo) | Verschiedene | PM-HIP | ASTM | A989/A989M-25 | Norm für heißisostatisch gepresste Flansche, Armaturen, Ventile und Teile aus legiertem Stahl für Hochtemperaturanwendungen | Diese Spezifikation deckt heiß isostatisch gepresste, pulvermetallurgisch hergestellte Rohrleitungsbauteile aus legiertem Stahl zur Verwendung in Drucksystemen ab. |
Nickel-Legierung | Verschiedene | PM-HIP | ASTM | B834-22 | Standard-Spezifikation für druckkonsolidierte Rohrflansche, Fittings, Ventile und Teile aus einer Nickellegierung | Diese Spezifikation deckt Flansche, Fittings, Ventile und Teile aus pulvermetallurgisch hergestellten Nickellegierungen ab, die für allgemeine korrosions- oder hitzebeständige Anwendungen vorgesehen sind. |
Titan-Legierung | Verschiedene | PM-HIP | ASTM | B988-18 | Standardspezifikation für pulvermetallurgische (PM) Bauteile aus Titan und Titanlegierungen | Diese Spezifikation deckt pulvermetallurgische (PM) Strukturkomponenten ab, die hergestellt werden aus: kommerziell reinem (CP) (d.h. unlegiertem) Titanpulver, vorlegierten Pulvern, Mischungen von elementaren Pulvern oder Mischungen von elementaren Pulvern und vorlegierten Pulvern. |
Anwendungszentren für Hochdruckbehandlung von Lebensmitteln (HPP)
Die Serviceleistungen im Rahmen der Applikationszentren stehen jedem Unternehmen in der Getränke- und Lebensmittelindustrie zur Verfügung, das die HPP von Lebensmitteln kommerziell weiterentwickeln und ausbauen möchte.
Kommerziell weiterentwickeln und ausbauen
Obwohl derzeit weltweit Tausende kommerzieller HPP-Produkte verfügbar sind, bleibt die Zeit zur Realisierung und Markteinführung neuer HPP-Produkte eine beständige Quelle der Frustration für viele lebensmittelverarbeitende Unternehmen. Das Hauptziel der HPP-Applikationszentren von Quintus Technologies besteht darin, diese Verzögerungen durch den Einsatz von internem und externem HPP-Fachwissen zu verringern.
Das Dienstleistungsangebot unserer Zentren umfasst den gesamten HPP-Entwicklungsprozess, von optimierten Produktformulierungen und Verpackungen bis hin zu internen Pathogenstudien und Unterstützung bei der Implementierung des HACCP-Konzepts und der Einhaltung von Vorschriften. Sowohl der Umfang als auch das Tempo der Evaluierungs- und Unterstützungsangebote sind darauf ausgerichtet, die Markteinführung neuer HPP-Produkte durch Hersteller zu beschleunigen.
Die Serviceleistungen im Rahmen der Applikationszentren stehen jedem Unternehmen in der Getränke- und Lebensmittelindustrie zur Verfügung, das die HPP von Lebensmitteln kommerziell weiterentwickeln und ausbauen möchte.
Produkteinführungen beschleunigen
HPP hilft bei der Entwicklung einzigartiger Lebensmittel, deren Geschmack, Nährstoffgehalt und Haltbarkeit im gekühlten Zustand ohne Abstriche bei der Lebensmittelsicherheit erhalten bleibt. Das entspricht der steigenden Nachfrage der Kunden nach gesünderen, konservierungsmittel freien und sicheren Lebensmitteln.
Um die Einhaltung der behördlichen Vorschriften zu gewährleisten, bietet Quintus firmeninterne Validierungsprüfungen und Haltbarkeitsstudien an, um Zeit zu sparen und sicherzustellen, dass Geschäftsmöglichkeiten auf effiziente Weise genutzt werden.
Durch die direkte Zusammenarbeit mit den Anwendungsexperten von Quintus und den HPP-Lebensmittelwissenschaftlern wird der Bedarf an Drittanbietern minimiert und gleichzeitig eine bessere Kontrolle über den Zeitplan für die Markteinführung ermöglicht.
USA
Zum Besuch eines Applikationszentrums von Quintus Technologies in den USA wenden Sie sich bitte an das entsprechende Kundendienstteam, um einen Termin zu vereinbaren. Sie werden ihre Hochdrucklösungen in Aktion sehen und mit ihren technischen Experten sprechen.
Europa
Vereinbaren Sie einen Besuch im Anwendungszentrum von Quintus Technologies in Europa, indem Sie sich mit dem Kundendienst in Verbindung setzen. Während Ihres Besuchs können Sie unsere Anlagen besichtigen und mehr über unsere Hochdrucklösungen und die verbundenen Serviceleistungen erfahren.
Häufig gestellte Fragen
Das Chargenmerkmal ist ein wichtiges Thema. Unsere Simulationen zeigen, dass die Automatisierung von Beschickung, Entnahme und Verdichtung zur Implementierung des isostatischen Pressens in den Gesamtprozess kein Problem sein sollte. Außerdem wird die Prozessgeschwindigkeit vor der Verdichtung durch die Stapel-/Aufwickelgeschwindigkeit begrenzt.
Die Anfangsinvestition erscheint relativ hoch, fällt jedoch im Vergleich mit anderen heute in der Batterieproduktion eingesetzten Anlagen eher niedrig aus. Berechnungen mit von uns entwickelten realistischen Kostenmodellen ergeben für das isostatische Pressen Kosten im unteren Cent-Bereich pro kWh. Das Berechnungsmodell berücksichtigt verschiedene Parameter, wobei die mit dem größten Einfluss die Beutelabmessungen und die Kesselgröße sind, die je nach Kundenwunsch angepasst werden können.
Von den zwei verfügbaren Technologien, Monoblock und Drahtwicklung, erlauben die drahtgewickelten Systeme eine Skalierung des Druckbehälters auf ein Zylindervolumen von bis zu 2.000 Litern.
Das ist von der Zellkonstruktion abhängig; im Falle eines (anodenlosen) Konzepts mit integrierter Lithium-Metall-Anode würde Quintus eine Verdichtung der vollständigen Pouch-Zelle vorschlagen. Damit würde sich das isostatische Pressen dem Stapeln und Verpacken im Beutel (Pouch) anschließen.
Die Serienmodelle unserer warmisostatischen Batteriepressen können Drücke von bis zu 600 MPa bei Temperaturen von 150 Grad Celsius liefern (mit Wasser oder Öl als Druckmedium).