L'importanza degli scambiatori di calore a tenuta di gas nelle macchine per la produzione additiva di metalli:
Un focus sulla fusione a letto di polvere a fascio laser PBF-LB

 

La fabbricazione additiva, nota anche come stampa 3D, è emersa come una tecnologia innovativa con applicazioni in diversi settori. Tra le sue numerose tecniche, la Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB), nota anche come Selective Laser Melting (SLM), è particolarmente degna di nota per la sua capacità di produrre parti metalliche complesse e intricate. Tuttavia, la PBF-LB comporta sfide uniche, una delle quali è la necessità di un controllo preciso della temperatura per garantire la qualità e l'integrità del prodotto finale. Gli scambiatori di calore a tenuta di gas, come quelli offerti da Becker, svolgono un ruolo cruciale nell'affrontare questa sfida. In questo blog approfondiremo perché gli scambiatori di calore a tenuta di gas sono indispensabili nelle applicazioni PBF-LB.

Le basi della fusione laser a letto di polvere

La fusione laser a letto di polvere è una tecnica di stampa 3D avanzata utilizzata per la produzione additiva di metalli. Comporta la fusione selettiva di polvere metallica mediante un laser ad alta potenza per costruire, strato per strato, parti metalliche complesse e completamente dense. Durante il processo PBF-LB, il mantenimento di una temperatura controllata e uniforme è fondamentale per garantire le proprietà desiderate del materiale e l'integrità strutturale dei componenti stampati.

 

Il ruolo degli scambiatori di calore nel PBF-LB:

Gli scambiatori di calore sono componenti essenziali nelle macchine PBF-LB, soprattutto in quelle più grandi, in quanto aiutano a regolare la temperatura nella camera di costruzione, influenzata in modo significativo dal calore proveniente da vari elementi critici del sistema. Ecco alcune funzioni chiave che gli scambiatori di calore svolgono nelle macchine AM per metalli:

 

Raffreddamento laser: I laser ad alta potenza utilizzati nelle PBF-LB generano un calore significativo. Un calore eccessivo può causare distorsioni termiche nella parte stampata e influire negativamente sul processo di stampa. Gli scambiatori di calore sono responsabili della rimozione efficiente del calore indotto dai laser dalla camera di costruzione della macchina AM per mantenere la temperatura operativa ottimale.

 

Raffreddamento del letto di polvere: Nelle macchine PBF-LB di grandi dimensioni, la piastra del substrato viene solitamente riscaldata. Si tratta di una fonte di calore significativa. Tuttavia, il mantenimento di una temperatura stabile nel letto di polvere è essenziale per ottenere una fusione uniforme e prevenire i difetti. Gli scambiatori di calore aiutano a regolare la temperatura del gas inerte nella camera di costruzione e, di conseguenza, la temperatura del letto di polvere, garantendo stampe uniformi e di alta qualità.

Raffreddamento della camera: Le macchine PBF-LB operano all'interno di camere di costruzione sigillate e riempite con gas inerti come argon o azoto per evitare l'ossidazione della polvere metallica. Gli scambiatori di calore svolgono un ruolo fondamentale nel raffreddamento e nella regolazione della temperatura all'interno della camera per garantire un ambiente di stampa controllato e stabile.

 

La necessità critica di scambiatori di calore a tenuta di gas:

Nelle applicazioni PBF-LB è fondamentale mantenere un ambiente controllato e privo di contaminazione. Qualsiasi perdita di gas o di fluido può introdurre impurità, compromettere la qualità di stampa e persino rappresentare un rischio per la sicurezza. È qui che brillano gli scambiatori di calore a tenuta di gas, come quelli offerti da Becker (in particolare RV 1.17-0-114-04, RV 1.17-0-114-05 e RV 1.17-0-114-06). Ecco perché sono indispensabili:

 

Prevenzione delle perdite: Gli scambiatori di calore Becker a tenuta di gas sono progettati per avere un tasso di perdita incredibilmente basso, pari a <1x10-5 mbar l/s (<1x10-6 Pa m3/s), misurato con un rilevatore di perdite di elio. Questo livello di tenuta garantisce che l'ossigeno dell'aria ambiente, i gas indesiderati o i contaminanti non si infiltrino nella camera di costruzione, preservando la purezza dell'atmosfera inerte e la qualità dei pezzi stampati.

 

Design integrale: La tenuta ai gas è parte integrante dell'unità completa, il che significa che ogni componente, giunto e punto di connessione è stato progettato meticolosamente per evitare perdite. Questo approccio globale è fondamentale per mantenere l'ambiente controllato necessario per un processo di stampa 3D di successo.

Installazione in linea: Gli scambiatori di calore Becker a tenuta di gas sono progettati per essere montati in linea all'interno del circuito chiuso di ricircolo del gas della stampante 3D, integrandosi perfettamente nel flusso di lavoro. Questo non solo migliora la facilità d'uso, ma riduce anche al minimo il rischio di perdite di gas nei punti di connessione.

 

Perché scegliere Becker?

Nel mondo della produzione additiva di metalli, dove precisione, coerenza e qualità sono fondamentali, gli scambiatori di calore a tenuta di gas svolgono un ruolo fondamentale nel garantire il successo delle applicazioni PFB-LB di fusione a letto di polvere con fascio laser. Gli scambiatori di calore Becker della serie RV 1.17, con tassi di perdita eccezionalmente bassi e design integrale, sono adatti a soddisfare i severi requisiti delle macchine PBF-LB. Impedendo le perdite di gas e mantenendo un ambiente controllato, questi scambiatori di calore contribuiscono alla produzione di parti metalliche di alta qualità e prive di difetti, facendo progredire le capacità della produzione additiva in vari settori.

 

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