HIP-Standards
Ihr unverzichtbarer Leitfaden zu Spezifikationen, Qualitätsanforderungen und der Einhaltung industrieller Standards beim heißisostatischen Pressen.
Normen für das heißisostatische Pressen: Ein Kurzleitfaden
Die Wirksamkeit und Sicherheit von Bauteilen, die einem Heißisostatischen Pressen (HIP) unterzogen wurden, insbesondere bei kritischen Anwendungen wie in der Luftfahrt, bei medizinischen Implantaten und in der Energieinfrastruktur, hängen in hohem Maße von einer strengen Qualitätskontrolle ab. Diese Notwendigkeit hat zu einem komplexen Geflecht aus behördlichen und branchenspezifischen HIP-Normen 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 bietet eine zusammengefasste Übersicht zur schnellen Orientierung über die wichtigsten HIP-Normen, Spezifikationen und empfohlenen Vorgehensweisen für verschiedene Werkstoffe 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 | Norm für die additive Fertigung – Nachbearbeitungsverfahren – Norm für die thermische Nachbearbeitung von Metallteilen, die mittels Pulverbettfusion 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 | Norm für die additive Fertigung – Eigenschaften von Fertigteilen – Spezifikation für AlSi10Mg im Pulverbett-Fusionsverfahren – 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 | Norm für die additive Fertigung von Titan-6-Aluminium-4-Vanadium mittels Pulverbettfusion | 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 | Norm für die additive Fertigung von Titan-6-Aluminium-4-Vanadium-ELI (Extra Low Interstitial) mittels 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 | Norm für die additive Fertigung von Nickellegierungen (UNS N07718) mittels Pulverbettfusion | 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 | Norm für die additive Fertigung von Nickellegierungen (UNS N06625) mittels Pulverbettfusion | 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 gilt für eine Alpha-Beta-Legierung vom Typ Ti-6Al-4V, die im Verfahren der additiven Fertigung mittels Laser-Pulverbettfusion (L-PBF) hergestellt und einer heißisostatischen Presse (HIP) unterzogen wurde. |
Titatnium-Legierung | Ti64 | Direkte Metallabscheidung (DED) | SAE | AMS4999A | Durch direktes Aufbringen hergestellte Produkte aus einer Titanlegierung 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 | Standardleitfaden für das heißisostatische Pressen (HIP) von Gussteilen aus Aluminiumlegierungen | Dieser Leitfaden behandelt die Anforderungen für das Heißisostatische Pressen (HIP) von Gussteilen aus Aluminiumlegierungen. |
Stahl, rostfreier Stahl und verwandte Legierungen | Verschiedene | Gussteile | ASTM | A1080/A1080M-24 | Standardverfahren für das heißisostatische Pressen von Gussteilen aus Stahl, Edelstahl und verwandten Legierungen | Diese Richtlinie behandelt die allgemeinen Anforderungen für das heißisostatische Pressen (HIP) von Gussteilen aus Stahl, Edelstahl 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 Gussteilen aus Stahl, Edelstahl und verwandten Legierungen | Diese Richtlinie behandelt die allgemeinen Anforderungen für das Heißisostatische Pressen (HIP) von Gussteilen aus Stahl, Edelstahl 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 | Prüfkriterien für die Wärmebehandlung im Rahmen des Heißisostatischen Pressens (HIP) | Diese Checkliste ergänzt die Norm AC7102. Die Checkliste gilt für Lieferanten, die eine Nadcap-Akkreditierung anstreben und im Bereich des heißisostatischen Pressens (HIP) von Metallprodukten tätig sind. |
Pyrometrie und Druck | K.A. | K.A. | SAE | AMS2750/1 | Pyrometrie und Druck beim heißisostatischen Pressen (Entwurf) | Von zahlreichen Anwendern des HIP-Verfahrens in der Luftfahrtindustrie wurden Spezifikationen für das Heißisostatische Pressen (HIP) herausgegeben, was zu einer Uneinheitlichkeit der Standardanforderungen hinsichtlich Pyrometrie und Druck geführt hat. Diese Spezifikation soll branchenweit geltende Standardanforderungen für Pyrometrie und Druck festlegen. |
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 |
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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 die Hochdruck-Lebensmittelverarbeitung ( , HPP)
Die Dienstleistungen der Anwendungszentren stehen allen Lebensmittel- und Getränkeunternehmen zur Verfügung, die das kommerzielle Wachstum von HPP-Lebensmitteln vorantreiben möchten.
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 Dienstleistungen der Anwendungszentren stehen allen Lebensmittel- und Getränkeunternehmen zur Verfügung, die das kommerzielle Wachstum von HPP-Lebensmitteln vorantreiben möchten.
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
Wenn Sie das Anwendungszentrum von Quintus Technologies in den USA besuchen möchten, wenden Sie sich bitte an den Kundenservice, um einen Termin zu vereinbaren. Dort können Sie die Lösungen mit hohem Druck in Aktion erleben und sich mit den technischen Experten austauschen.
Europa
Vereinbaren Sie einen Besuch im Anwendungszentrum von Quintus Technologies in Europa, indem Sie sich an den Kundendienst des Unternehmens wenden. Während Ihres Besuchs können Sie sich die Anlagen vor Ort ansehen und mehr über die Hochdrucklösungen und Dienstleistungen des Unternehmens 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).