在冷等静压（CIP）中，容纳粉末的模具几乎总是由柔性、有弹性的弹性体材料制成。最常见的选择是聚氨酯（urethane）、橡胶（rubber）和聚氯乙烯（PVC），选择这些材料是因为它们能够在压力下变形并恢复原始形状的能力。
CIP模具的核心目的不仅仅是保持形状，而是充当一个柔性屏障，从各个方向均匀地将液压传递到内部的粉末上。这就是为什么不能使用刚性模具，以及为什么弹性体是该应用唯一可行的材料类别。
CIP模具的核心功能
等静压的整个原理都取决于模具的独特作用，该模具通常被称为“袋子”。它充当高压流体与被压实的粉末之间的界面。
将液体压力转化为固体压实
在CIP工艺中，一个装满粉末的密封模具被浸入一个流体腔室中。当流体加压时，它从各个方向均匀地作用于模具。
由于模具由柔性弹性体制成，这种均匀的外部压力被直接且均匀地传递到内部的粉末上。这种“等静”（从各个方向均匀）的压力正是形成具有高度一致密度的生坯部件的原因。
制造“生坯”部件
CIP的目标是制造一个“生坯”部件——一个通过机械地互锁粉末颗粒形成的易碎、多孔的组件。这个部件随后足够坚固，可以进行操作和进行后续工艺，如烧结，以达到其最终的密度和强度。
CIP模具材料的关键特性
选择聚氨酯、橡胶或PVC并非随意的。这些材料具有特定的性能组合，对于CIP工艺的成功至关重要。
弹性和柔韧性
这是最关键的特性。材料必须足够柔韧，以便均匀地包围粉末并传递压力而不会产生应力点。它的弹性使其在释放压力后能恢复到原始形状，从而便于取出压实的生坯部件。
耐用性和抗撕裂性
CIP涉及极高的压力，通常超过30,000 psi（200 MPa）。模具材料必须足够坚固，能够反复承受这种压力而不会撕裂、刺穿或迅速降解。这种耐用性是该工艺经济可行性的关键。
化学惰性
模具材料不得与它浸入的液压流体（通常是含缓蚀剂的水）或它所含的粉末发生反应。这确保了最终组件的纯度，这一点在加工高纯度陶瓷或活性金属时尤为重要。
了解权衡
虽然弹性体是CIP模具的理想选择，但它们并非没有局限性。了解这些权衡对于工艺控制和成本管理至关重要。
模具磨损是不可避免的
即使是最耐用的弹性体最终也会磨损。高压、磨蚀性粉末和重复弯曲会导致随着时间的推移出现疲劳、微小撕裂和弹性损失。模具是易耗的工具件，其更换成本必须计入生产成本。
几何复杂性受限
虽然CIP在许多形状方面表现出色，但模具的柔性可能会限制生产极其尖锐的角落或非常精细、精致特征的能力。粉末的流动特性和模具使锐角变圆的趋势会影响生坯部件的最终几何形状。
材料兼容性问题
虽然通常是惰性的，但某些弹性体配方可能与特定的粉末或压力流体不兼容。例如，清洁步骤中使用的侵蚀性溶剂或粉末中特定的添加剂可能会导致模具材料膨胀、硬化或降解，从而导致过早失效。
根据目标做出正确的选择
选择特定的模具材料通常取决于生产要求和所加工的材料。
- 如果您的主要重点是具有成本效益的通用用途： 标准级聚氨酯通常是最佳的起点，因为它在耐用性和成本之间取得了良好的平衡。
- 如果您的主要重点是生产复杂的形状或大型部件： 可能需要定制配方的橡胶，以获得其卓越的弹性和抗撕裂性。
- 如果您的主要重点是与特定粉末的化学相容性： 可能需要PVC或特殊弹性体，以防止模具发生任何化学反应或降解。
最终，柔性模具是使CIP能够从陶瓷、金属和复合材料等各种材料中生产密度均匀部件的关键技术。
总结表：
| 材料 | 关键特性 | 常见用途 |
|---|---|---|
| 聚氨酯 | 出色的耐用性，具有成本效益 | 通用CIP应用 |
| 橡胶 | 卓越的弹性，抗撕裂 | 复杂形状和大型部件 |
| PVC | 高化学惰性 | 特定的粉末兼容性需求 |
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