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NPa System 冷等静压机|CPA/LCP 系列陶瓷粉体均质致密成型解决方案

  • 发布日期:2026-08-13      浏览次数:5
    • NPa System(日本)小型实验室冷等静压机 CIP 系列,主打陶瓷粉体均质致密成型,面向新材料研发、试样制备、小批量试制,区别于工业大型 CIP 设备,属于台式紧凑型科研机型。
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      LCP80‑200A整机
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      CPA50系列整机

      一、工作原理

      冷等静压 CIP(Cold Isostatic Pressing),常温下以淡水作为传压介质;陶瓷粉体装入橡胶 / 聚氨酯软模,真空封装后放入高压压力容器,液压泵升压,液体将压力均匀施加坯体全部外表面,实现各向同性压制;保压后手动可控泄压,得到密度均匀、无取向性的陶瓷生坯,后续可直接烧结加工。
      对比单向干压:消除模壁摩擦带来的密度梯度,大幅降低烧结翘曲、开裂风险秋山科技(...。

      二、核心机型参数对照表

      表格
      项目CPA50‑200CPA50‑300LCP80‑200A
      驱动方式电动泵电动泵电动泵
      压力容器内径φ50 mmφ50 mmφ80 mm
      有效成型深度100 mm100 mm120 mm
      最大工作压力200 MPa300 MPa200 MPa
      外形尺寸 (长 × 宽 × 高)560×460×1064 mm600×500×1209 mm930×600×1365 mm
      整机重量约 117 kg约 140 kg约 250 kg
      升压特性15‑20s 升至 200MPa高压版本,升压略慢大腔体,200MPa 升压
      说明:PA50‑200 应为 CPA50‑200 简写;整机为台式带脚轮,实验室可灵活摆放,供电 100V 即可启动,泄压为高性能手动阀,可控慢速泄压,减少坯体回弹开裂。

      三、设备结构与核心特点

      硬件结构

      1. 高压压力容器:摆动式旋转顶盖,样品取放便捷,高强度耐压腔体;

      2. 电动液压增压单元:高性能液压泵,升压平稳,压力输出稳定;

      3. 介质系统:淡水作为传压介质,无油污污染,坯体取出干净,减少后处理清洗;

      4. 压力控制系统:压力表观测,按钮启停泵,手动精密减压阀,实现慢速泄压,抑制坯体回弹、分层;

      5. 机架底座:带移动脚轮,紧凑型台式机身,无需专用大型地基。

      产品优势

      1. 坯体质量优异:各向同性加压,成型坯密度均匀,几乎无压制成型取向,烧结收缩一致性好,适合氧化铝、氧化锆、氮化铝、压电陶瓷等精密陶瓷;

      2. 介质清洁:水介质,无油污染,对高纯陶瓷、电子陶瓷友好,避免油脂杂质影响烧结性能;

      3. 小型化科研向:体积重量小,适合高校、企业研发实验室,小批量试样试制;

      4. 操作简单:预压坯真空封装后入腔,按钮升压,手动可控泄压,上手门槛低;

      5. 压力覆盖广:200MPa 常规版、300MPa 高压版可选,满足不同粉体致密化需求。

      局限性

      1. 半自动机型:手动泄压,无自动保压‑泄压程序曲线记录,对比全自动工业 CIP,缺少数据存储;

      2. 腔体有限:属于实验室机型,样品尺寸受 φ50/φ80 腔体限制,不适合大尺寸量产件;

      3. 软模耗材:需要配套橡胶 / 聚氨酯弹性模具,属于消耗件;

      4. 压力上限:CPA50‑300 最高 300MPa,不满足超高压特种粉体需求。

      四、适用范围

      适配材料

      • 先进结构陶瓷:氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅粉体生坯;

      • 电子功能陶瓷:压电陶瓷、氮化铝、介电陶瓷、陶瓷基复合材料预制体;

      • 粉末冶金、硬质合金、无机新材料试样研发。

      典型工艺场景

      1. 陶瓷粉体预成型,CIP 后再烧结;

      2. 干压之后二次 CIP 复压,进一步提升坯体致密度;

      3. 新材料配方开发,对比不同压力对坯体、烧结性能的影响;

      4. 小批量异形陶瓷坯试制(依靠柔性橡胶模具)。

      五、三款机型选型建议

      1. CPA50‑200:腔体 φ50,200MPa,绝大多数陶瓷研发首1选,性价比高,通用试样制备;

      2. CPA50‑300:同 φ50 腔体,最高 300MPa;针对难致密粉体,需要更高压制压力的场景;

      3. LCP80‑200A:φ80 大腔体,200MPa;需要更大尺寸试样、多件同时压制,样品直径更大时选用。

      六、工艺注意要点

      1. 坯体必须真空密封于柔性橡胶模具,防止水介质渗入粉体;

      2. 泄压速度控制非常关键,过快泄压会造成坯体回弹、分层开裂,充分利用本机高性能手动阀缓慢泄压;

      3. 淡水介质需要定期维护,避免腔体锈蚀;

      4. 设备为实验室试样机,不适合大批量连续工业化生产。

      七、与国产同类型 CIP 对比简析

      • NPa System 这款定位实验室紧凑型,水介质、体积小巧、操作简单,腔体压力稳定,适合研发端;

      • 国产小型 CIP 很多采用油介质,部分机型体积更大;全自动程序控制版本更多,但整机重量、占地面积更大;

      • 该系列优势在于洁净水介质 + 小型台式化,高纯陶瓷研发场景优势突出,缺点是半自动,无自动压力曲线记录。


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