Un fattore importante per il funzionamento economicamente vantaggioso di un forno di sinterizzazione sottovuoto è il consumo economico di gas di processo ed energia elettrica. A seconda del tipo di gas, questi due elementi di costo del processo di sinterizzazione possono rappresentare fino al 50% del costo totale. Per ridurre il consumo di gas, è necessario implementare una modalità di flusso di gas a pressione parziale regolabile per garantire che i processi di sgrassaggio e sinterizzazione siano privi di inquinamento. Per ridurre il consumo di energia elettrica, si utilizzano elementi riscaldanti ottimizzati per la realizzazione di zone calde, in modo da minimizzare le dispersioni di calore. Per realizzare questi obiettivi di progettazione e contenere i costi di ricerca e sviluppo entro limiti ragionevoli, un moderno forno di sinterizzazione sottovuoto a risparmio energetico utilizzerà strumenti di calcolo idrodinamico per individuare la modalità ottimale di flusso d'aria e di flusso di calore.
Applicabilità di diversi tipi di forno
Indipendentemente dal sistema personalizzato e altamente specializzato, la maggior parte dei forni di sinterizzazione presenti sul mercato può essere suddivisa in forni a vuoto periodici e forni ad atmosfera continua. I pezzi grezzi ottenuti dopo lo stampaggio a iniezione e i processi catalitici/di sgrassaggio contengono residui di polimero. Entrambi i tipi di forno prevedono un sistema per la rimozione termica del polimero.
Da un lato, è più opportuno sfruttare appieno un forno ad atmosfera continua se si tratta di una parte relativamente grande con una produzione di massa completamente uniforme o di forme simili. In questo caso, con cicli brevi ed elevata capacità di sinterizzazione, è possibile ottenere un rapporto costi-benefici favorevole. Tuttavia, nelle linee di produzione di piccole e medie dimensioni, questo forno ad atmosfera continua con una produzione annua minima di 150-200 tonnellate, costi di produzione elevati e grande volume non è economicamente vantaggioso. Inoltre, il forno ad atmosfera continua richiede tempi di fermo più lunghi per la manutenzione, il che riduce la flessibilità produttiva.
D'altro canto, il forno di sinterizzazione sottovuoto periodico vanta un'eccellente tecnologia di controllo del processo di sinterizzazione con sgrassaggio. Le limitazioni menzionate in precedenza, tra cui la deformazione geometrica e la decomposizione chimica dei componenti MIM, possono essere efficacemente risolte. Una soluzione consiste nel rimuovere il materiale legante volatile mediante un flusso di gas laminare attraverso un preciso sistema di controllo del gas. Inoltre, riducendo la capacità della zona calda, l'uniformità della temperatura del forno sottovuoto è molto buona, fino a LK. In generale, il forno sottovuoto offre una buona pulizia dell'atmosfera, parametri di processo regolabili e vibrazioni minime dei componenti, il che lo rende una scelta tecnica ideale per la produzione di componenti di alta qualità (come i dispositivi medici). Molte aziende si trovano ad affrontare ordini fluttuanti e necessitano di produrre componenti con forme e materiali diversi. Il basso input e l'elevata flessibilità di ciclo del forno di sinterizzazione sottovuoto creano condizioni favorevoli per questo tipo di produzione. L'utilizzo di un gruppo di forni sottovuoto non solo consente di disporre di linee di produzione aggiuntive, ma anche di eseguire contemporaneamente diverse procedure di processo.
Tuttavia, alcuni forni di sinterizzazione sottovuoto professionali con i suddetti vantaggi tecnici sono limitati da una capacità disponibile ridotta. Il loro svantaggio nel rapporto input-output e il basso utilizzo dell'energia fanno sì che il costo di sinterizzazione dei pezzi annulli il costo risparmiato in altri processi MIM.
Data di pubblicazione: 7 maggio 2022