1. يحقق الضغط المتوازن كثافة عالية وتوحيدًا للمواد، مع وظائف متعددة مناسبة لمجموعة متنوعة من المواد

(1) تحقق آلات الضغط المتوازن كثافة عالية وتوحيدًا للمواد، والتي تنقسم إلى ثلاث فئات: الضغط المتوازن البارد/الدافئ/الساخن

يشير الضغط المتوازن إلى تقنية التشكيل ذات الضغط المتناحي والضغط العالي للغاية، والتي تمكن المسحوق من تحقيق تكوين جنين عالي الكثافة وموحد للغاية. وفقًا لشركة قاعدة بيانات أداء المواد السويسرية Total Materia، فإن الضغط المتوازن (ISP) هو عملية تطبق ضغطًا موحدًا على المادة أو الحاوية التي يتم ضغطها أثناء عملية الضغط، مع اتجاه الضغط عموديًا على سطح المادة. مبدأ تقنية الضغط المتوازن هو قانون باسكال، الذي ينص على أن تغيرات الضغط المؤثرة على السائل داخل حاوية مغلقة سوف تنتقل إلى جميع السوائل والأسطح والجدران داخل الحاوية بنفس الشدة. إن تقنية تشكيل الضغط المتناحي والعالي للغاية للضغط المتوازن تمكن المسحوق من تحقيق تكوين جنين عالي الكثافة وعالي التوحيد. منذ بدايتها في منتصف الخمسينيات من القرن العشرين، تطورت تكنولوجيا الضغط المتوازن من تقنية بحث تجريبية إلى طريقة إنتاج لا غنى عنها في التصنيع الحديث. وقد تم استخدام هذه التكنولوجيا على نطاق واسع في العديد من الصناعات، وخاصة لضغط المساحيق وإصلاح العيوب في المسبوكات. إنها مناسبة لمعالجة المواد المختلفة، بما في ذلك السيراميك والمعادن والمواد المركبة والبلاستيك والمواد الكربونية.

يمكن لتقنية الضغط المتوازن أن تضمن بشكل أفضل متطلبات الاتساق للتعبئة الكثيفة مقارنة بالضغط التقليدي أحادي المحور. وفقًا لـ "دور الضغط المتوازن في الإنتاج واسع النطاق لبطاريات الحالة الصلبة" (Marm Dixit et al., ACS Energy Letters, 2022)، توفر تقنيات الضغط الساخن والضغط باللف التقليدية ضغطًا محدودًا وغير متساوٍ، مما يؤدي إلى مواد ذات مسامية معينة وحدود حبيبية واضحة، مما يجعل من الصعب ضمان متطلبات الاتساق للتعبئة الكثيفة. في المقابل، الضغط المتوازن يستخدم خصائص نقل الضغط غير القابلة للضغط والموحدة للسوائل أو الغازات لدعم الضغط الموحد على الأجزاء المعالجة من جميع الاتجاهات. في تطبيق بطاريات الحالة الصلبة، يمكنها القضاء بشكل فعال على الفراغات الداخلية في الخلية، وجعل الواجهة الصلبة أكثر كثافة، وتقليل المعاوقة بشكل فعال، وتحسين الموصلية الأيونية. وفقًا لشركة قاعدة بيانات أداء المواد السويسرية Total Materia، مقارنة بالقيود الهندسية العديدة المتأصلة في الضغط أحادي المحور التقليدي، فإن تقنية الضغط المتوازن تتمتع بميزة القدرة على تحقيق أشكال أجزاء أكثر تعقيدًا، وهذه التقنية فعالة بشكل خاص بالنسبة للمواد الصعبة والمكلفة مثل السبائك ذات درجة الحرارة العالية، وسبائك التيتانيوم، وفولاذ الأدوات، والفولاذ المقاوم للصدأ، والبريليوم، مع معدلات استخدام مواد عالية للغاية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الضغط المتوازن بالقرب من تشكيل الشبكة يقلل بشكل كبير من هدر المواد ومتطلبات ما بعد المعالجة في العديد من التطبيقات.

تنقسم تكنولوجيا الضغط متساوي الضغط إلى ثلاث فئات: الضغط متساوي الضغط البارد (CIP)، والضغط متساوي الضغط الدافئ (WIP)، والضغط متساوي الضغط الساخن (HIP) بناءً على درجات حرارة التشكيل والضغوط المختلفة للمنتج. تعد الصحافة المتوازنة الضغط الباردة حاليًا أكثر تقنيات الضغط المتوازن استخدامًا. وفقًا للمقال الموجود في الحساب الرسمي لـ Zhongfen Solid State Battery بتاريخ 31 يناير 2025 والمقال الموجود في الحساب الرسمي SAMPLE بتاريخ 23 مايو 2025، فإن آلة الضغط المتوازن المتوازن البارد تعمل في درجة حرارة الغرفة بدون جهاز تسخين. عادة، يتم استخدام السائل (مثل الماء أو الزيت أو سائل الجليكول المختلط) كوسيط ضغط، ويتم استخدام المواد المطاطية والبلاستيكية كمواد لقالب التغليف. بالمقارنة مع الضغط المتساوي الضغط الساخن، فإنه يمكن تطبيق ضغط أعلى (100-630MPa) على المسحوق، والذي يمكن أن يوفر "الأجسام الخضراء" بقوة كافية لعمليات التلبيد أو الحدادة أو الضغط المتوازن الساخن التالية، ويمكن إجراء معالجة ميكانيكية أكثر دقة قبل التلبيد، مما يقلل بشكل كبير من حجم معالجة المنتجات الملبدة. تستخدم آلات الضغط المتوازن التضاغط البارد بشكل أساسي لتشكيل منتجات المسحوق، وتشكيل الأجزاء قبل التلبيد، وتشكيل الفراغات مسبقًا قبل الضغط المتوازن التضاغط الساخن. بعد معالجة الضغط المتوازن على البارد، يتمتع المنتج بكثافة عالية، وتوزيع موحد للكثافة، وأداء جيد الخواص، ومجموعة واسعة من قوالب الضغط. يمكن استخدامه لضغط المنتجات ذات الحجم الإجمالي الكبير، ونسبة النحافة العالية، والشكل المعقد. ولذلك، فإنه يستخدم على نطاق واسع للضغط على منتجات مسحوق من مختلف السبائك الصلبة، والمواد المقاومة للحرارة، والمواد المغناطيسية، والسيراميك، والجرافيت، والمعادن غير الحديدية، والسبائك عالية الكثافة.