Kuumapuristus

Kuumapuristus (hot pressing) on pulveri- tai jauhemateriaalin densifikaatioprosessi, jossa materiaali puristetaan muottissa samaan aikaan, kun sitä kuumennetaan. Paine ja lämpötila vaikuttavat tiheyteen, mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin.

Prosessissa käytetään usein grafiittimuotteja. Ympäristö on tyhjiö tai inertti kaasu. Puristusnopeudet ovat tyypillisesti maltillisia verrattuna SPS-tekniikkaan. Lämpötilat liikkuvat tyypillisesti noin 1000–2000 °C ja puristuspaineet useista MPa:sta satoihin MPa:iin riippuen materiaalista.

Kuumapuristusta hyödynnetään pääasiassa keraamisten ja joissakin metallien sekä kerrospitoisten komposiittien valmistuksessa, joissa tarvitaan erittäin tiheä ja hallittu mikrorakenne sekä lähellä net-shape -kappaleita.

Edut ovat korkea tiheys (lähes teoreettiseen tiheyteen), kontrolloitu mikroarkkitehtuuri ja mahdollisuus valmistaa osia lähelle lopullista muotoa. Densifikaatio tapahtuu usein nopeammin ja tasaisemmin kuin perinteisessä sintraamisessa.

Rajoitukset liittyvät korkeisiin laite- ja työkalukustannuksiin sekä koon rajoituksiin. Muottimateriaalista ja prosessin olosuhteista voi aiheutua kontaminaatiota (esimerkiksi grafiitista), ja puristus voi aiheuttaa anisotropiaa metallien tai kerrosten rakenteissa.

Kuumapuristusta voidaan tarkastella sukulaisena tekniikkana HIP:iin (hot isostatic pressing), jossa paine on isostaattista ympäri kappaletta, sekä joidenkin nopeamman lämmityksen tekniikoiden, kuten SPS:n, kanssa. Niiden välillä on eroja paineen tyypissä ja lämmitysnopeudessa.

Käyttökohteita ovat erityisesti keraamiset leikkaus- ja työkaluosat, kulutushyödykkeet, erikoisosat sekä komponentit, joissa vaaditaan korkea tiheys ja kontrolloitu mikrorakenne.