Análise da Indústria Nacional de Defesa e Indústria Militar em 2025: Globalização, amplas aplicações militares e civis de prensas isostáticas e aumento da demanda por equipamentos se beneficiam da industrialização de baterias de estado sólido
1、 A prensa isostática atinge alta densidade e uniformidade de materiais, com multifuncionalidade adequada para uma variedade de materiais
(1) As máquinas de prensagem isostática alcançam alta densidade e uniformidade de materiais, que são divididos em três categorias: prensagem isostática a frio/quente/quente
A pressão isostática refere-se à tecnologia de formação de pressão de formação isotrópica e ultra-alta, que permite ao pó atingir a formação de embriões de alta densidade e altamente uniforme. De acordo com a empresa suíça de banco de dados de desempenho de materiais Total Materia, a Prensagem Isostática (ISP) é um processo que aplica pressão uniforme ao material ou recipiente que está sendo comprimido durante o processo de prensagem, com a direção da pressão perpendicular à superfície do material. O princípio da tecnologia de prensagem isostática é a lei de Pascal, que afirma que as mudanças de pressão que atuam no fluido dentro de um recipiente fechado serão transmitidas a todos os fluidos, superfícies e paredes dentro do recipiente com a mesma intensidade. A tecnologia de formação de pressão isotrópica e ultra-alta de prensagem isostática permite que o pó atinja a formação de embriões de alta densidade e alta uniformidade. Desde a sua criação em meados da década de 1950, a tecnologia de prensagem isostática evoluiu de uma técnica de pesquisa experimental para um método de produção indispensável na fabricação moderna. Essa tecnologia tem sido amplamente utilizada em diversas indústrias, principalmente para compactação de pós e reparo de defeitos em peças fundidas. É adequado para processar vários materiais, incluindo cerâmica, metais, materiais compósitos, plásticos e materiais de carbono.

A tecnologia de pressão isostática pode garantir melhor os requisitos de consistência do empacotamento denso em comparação com a compressão uniaxial tradicional. De acordo com "The Role of Isostatic Pressing in Large Scale Production of Solid State Batteries" (Marm Dixit et al., ACS Energy Letters, 2022), as técnicas tradicionais de prensagem a quente e prensagem por rolo fornecem pressão limitada e irregular, resultando em materiais com uma certa porosidade e limites de grãos óbvios, tornando difícil garantir os requisitos de consistência de empacotamento denso. Em contraste, a prensagem isostática utiliza as propriedades de transmissão de pressão incompressíveis e uniformes de líquidos ou gases para suportar pressão uniforme nas peças processadas em todas as direções. Na aplicação de baterias de estado sólido, ele pode efetivamente eliminar vazios internos na célula, tornar a interface sólida mais densa, reduzir efetivamente a impedância e melhorar a condutividade iônica. De acordo com a empresa suíça de banco de dados de desempenho de materiais Total Materia, em comparação com as muitas limitações geométricas inerentes à compressão uniaxial tradicional, a tecnologia de prensagem isostática tem a vantagem de ser capaz de obter formas de peças mais complexas, e esta tecnologia é particularmente eficaz para materiais difíceis de compactar e caros, como ligas de alta temperatura, ligas de titânio, aços para ferramentas, aço inoxidável e berílio, com taxas de utilização de material extremamente altas. Além disso, a prensagem isostática perto da formação da rede reduz significativamente o desperdício de material e os requisitos de pós-processamento em muitas aplicações.
A tecnologia de pressão isostática é dividida em três categorias: pressão isostática fria (CIP), pressão isostática quente (WIP) e pressão isostática quente (HIP) com base nas diferentes temperaturas e pressões de formação do produto. A prensa isostática a frio é atualmente a tecnologia de prensagem isostática mais comumente usada. De acordo com o artigo na conta oficial da bateria de estado sólido de Zhongfen em 31 de janeiro de 2025 e o artigo na conta oficial SAMPLE em 23 de maio de 2025, a máquina de prensagem isostática a frio opera em temperatura ambiente sem dispositivo de aquecimento. Normalmente, líquido (como água, óleo ou líquido misturado com glicol) é usado como meio de pressão, e materiais de borracha e plástico são usados como materiais de molde de revestimento. Comparado com a prensagem isostática a quente, pode aplicar pressão mais alta (100-630MPa) ao pó, o que pode fornecer "corpos verdes" com resistência suficiente para os próximos processos de sinterização, forjamento ou prensagem isostática a quente, e pode realizar processamento mecânico mais fino antes da sinterização, reduzindo significativamente o volume de processamento de produtos sinterizados. As máquinas de prensagem isostática a frio são usadas principalmente para formar produtos em pó, formar peças antes da sinterização e pré-formar peças brutas antes da prensagem isostática a quente. Após o tratamento de prensagem isostática a frio, o produto possui alta densidade, distribuição de densidade uniforme, bom desempenho isotrópico e uma ampla gama de moldagem por compressão. Ele pode ser usado para comprimir produtos com grande tamanho geral, alta proporção de esbeltez e formato complexo. Portanto, é amplamente utilizado para prensar produtos em pó de várias ligas duras, materiais refratários, materiais magnéticos, cerâmica, grafite, metais não ferrosos e ligas de alta densidade.