A prensagem isostática a frio (CIP) minimiza a distorção ou fissuração durante a queima, aplicando uma pressão hidrostática uniforme a partir de todas as direcções, eliminando os gradientes de pressão que causam uma densidade desigual na prensagem uniaxial tradicional.Esta uniformidade assegura uma compactação consistente, reduzindo as tensões internas que conduzem a deformações ou fracturas durante a sinterização.O processo envolve o encapsulamento do pó num molde flexível submerso em líquido pressurizado, permitindo que formas complexas atinjam uma densidade próxima da teórica sem pontos fracos.A capacidade do CIP para manter a integridade estrutural torna-o ideal para cerâmicas de elevado desempenho, compósitos avançados e geometrias complexas em que a estabilidade dimensional é fundamental.
Pontos-chave explicados:
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Distribuição uniforme da pressão
- Ao contrário da prensagem uniaxial (que aplica força numa direção), a CIP utiliza pressão média líquida (400-1000 MPa) para comprimir o pó igualmente de todos os lados .
- Elimina as variações de densidade que criam concentrações de tensão durante a cozedura, evitando fissuras ou deformações.
- Exemplo:Uma lâmina de turbina prensada uniaxialmente pode ter bordos densos mas um núcleo poroso, enquanto o CIP assegura a homogeneidade.
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Conceção flexível do molde
- O pó é selado em moldes de elastómero (por exemplo, borracha ou poliuretano) que se adaptam a formas complexas sob pressão.
- O molde absorve pequenas inconsistências na distribuição do pó, reduzindo ainda mais as tensões localizadas.
- Crítico para peças complexas como implantes biomédicos ou componentes aeroespaciais.
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Obtenção de densidade quase teórica
- A CIP compacta o pó até ~95-100% da sua densidade máxima de empacotamento, minimizando os vazios que enfraquecem a estrutura.
- Menos vazios significam menos locais para o início de fissuras durante a fase de queima a alta temperatura.
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Redução dos defeitos do corpo verde
- As peças \"verdes\" (não queimadas) da CIP têm o mínimo de laminações ou gradientes de densidade - pontos de falha comuns na prensagem uniaxial.
- Esta uniformidade traduz-se num encolhimento previsível durante a sinterização, evitando a distorção.
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Adaptabilidade do processo
- Funciona com materiais frágeis (por exemplo, cerâmica) que são propensos a fissuras sob pressão direcional.
- Os sistemas CIP eléctricos oferecem um controlo preciso da pressão, melhorando a reprodutibilidade para aplicações sensíveis.
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Comparação com a prensagem uniaxial
Fator CIP Prensagem uniaxial Direção da pressão Isotrópica (todas as direcções) Unidirecional (de cima para baixo) Uniformidade de densidade Alta Baixa (gradientes comuns) Adequação de formas complexas Excelente Limitado
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Tabela de resumo:
| Fator | CIP | Prensagem uniaxial |
|---|---|---|
| Direção da pressão | Isotrópica (todas as direcções) | Unidirecional (de cima para baixo) |
| Uniformidade de densidade | Alta | Baixa (gradientes comuns) |
| Adequação de formas complexas | Excelente | Limitada |
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