A Carbolite oferece uma variedade de fornos de desligação para atender às suas necessidades de aplicação. O debinding causa a decomposição térmica de um ligante polimérico. O uso de ligantes garante a coesão entre as partículas do pó e permite que o componente mantenha sua forma. Este processo é frequentemente utilizado antes da sinterização de peças metálicas ou cerâmicas.
O debinding térmico pode ser realizada de forma eficiente em um forno de cinzação. Ambos os processos, debinding e cinzação, envolvem a remoção de materiais. Durante o debinding, o ligante é removido da câmara do forno.
- Temp. Máx.: 1100°C
- Volumes da câmara: 3 a 7 litros
- Em conformidade com a ISO 1171:2010, ASTM D3174-04:2010, ASTM D4422
- Temp. Máx.: 1100 - 1200°C
- Volumes da câmara: 18 & 32 litros
- Sistema de bandeja e prateleiras de 2 camadas
- Temp. Máx.: 900 - 1100 °C
- Volumes da câmara: 10 to 1300 litres
- Para processos em que uma atmosfera específica precisa ser mantida de forma confiável
- Temp. Máx.: 1100 - 1600°C
- Comprimentos aquecidos: 150 - 1200 mm
- Orientação: Horizontal / vertical
- Temp. Máx.: 1200°C
- Comprimentos aquecidos: 400 - 1200 mm
- Furnace Ø: 125 mm
- Orientação: Horizontal / vertical
- Temp. Máx.: 1700 - 1800 °C
- Volumes da câmara: 4 to 64 litres
- Thermocouple: B
- Temp. Máx.: 1600 - 1800 °C
- Volumes: 80 a 560 litros
O debinding sob uma atmosfera gasosa protetora é vital para a remoção eficaz do ligante, para prevenir a oxidação das peças e para manter um ambiente seguro e controlado dentro do forno de debinding. Durante o ciclo do forno, o gás flui constantemente para remover o ligante. A Carbolite oferece opções de fornos HTK e HTBL para debinding restante. Enquanto para fornos tubulares, é importante notar que um baixo conteúdo de ligante (< 1 grama) é aceitável para P&D.
- Temp. Máx.: 900 - 1100 °C
- Volumes da câmara: 10 to 1300 litres
- Para processos em que uma atmosfera específica precisa ser mantida de forma confiável
- Temp. Máx.: 1100 - 1600°C
- Comprimentos aquecidos: 150 - 1200 mm
- Orientação: Horizontal / vertical
O debinding catalítico tem requisitos estritos para componentes de debinding que contêm Polioximetileno (POM). O forno de debinding EBO é uma solução ideal para garantir a remoção eficiente do ligante de peças verdes.
- Temp. Máx.: 150 °C
- Volume: 120 a 250 litros
- Forno especial para a remoção catalítica de matéria-prima BASF
Opções de segurança para fornos de remoção
O processo de debinding produz voláteis que podem ser prejudiciais. Precauções devem ser tomadas para reduzir quaisquer riscos. Os fornos de debinding da Carbolite estão disponíveis com uma variedade de opções para otimizar o processo de produção.
Pós-combustor
Um pós-combustor (à esquerda) é usado para oxidar os voláteis do processo de remoção em NOx, CO2, e H2O. Isso garante que todos os voláteis sejam transformados em moléculas mais seguras e liberadas no meio ambiente. Ele queima todos os voláteis, incluindo aqueles com ponto de ebulição abaixo de 20°C, como hidrogênio, amônia e etano.
Um conversor catalítico (à esquerda) é um componente cerâmico aquecido que é dopado com metais nobres. O oxidante contém uma grande área superficial que suporta a oxidação de componentes orgânicos ou gases como CO e NO. Em comparação com o pós-combustor, o conversor catalítico opera em uma temperatura muito mais baixa. O conversor catalítico é compatível com os modelos AAF 3 & 7, bem como AAF 18 & 32.
Um coletor condensado (à direita) é usado para condensar todos os compostos acima de 20°C. Todos os voláteis com ponto de ebulição inferior a 20°C são permitidos passar.
Conversor catalítico
Um conversor catalítico (à esquerda) é um componente cerâmico aquecido que é dopado com metais nobres. O oxidante contém uma grande área superficial que suporta a oxidação de componentes orgânicos ou gases como CO e NO. Em comparação com o pós-combustor, o conversor catalítico opera em uma temperatura muito mais baixa. O conversor catalítico é compatível com os modelos AAF 3 & 7, bem como AAF 18 & 32.
Saída de gás aquecida com uma banda de aquecimento
Uma saída de gás aquecida (à direita) é usada para evitar a formação de condensados na saída.
Se necessário devido ao processo ou recomendado pelo cliente, o pós-combustor e o condensador podem ser utilizados em conjunto. Como especialistas em tecnologia de alta temperatura, temos várias soluções em nosso portfólio para orientá-los sobre fornos para debinding correto e acessórios de segurança adequados. Por favor, entre em contato conosco para qualquer consulta sobre uma solução adequada as suas necessidades de aplicação.
Importância do Debinding
Para a sinterização, é imperativo remover o ligante por várias razões:
- A presença de ligante durante a sinterização causa uma maior densidade de defeitos dentro da estrutura. À medida que a temperatura do forno aumenta, os ligantes podem queimar e criar gases. Esses gases ficam presos dentro da estrutura, levando a uma estrutura altamente porosa.
- Ligante não queimado não permite que as peças atinjam sua densidade total. Isso se deve ao fato de as partículas não conseguirem se aproximar completamente e fundir totalmente, o que é necessário para alcançar um componente de densidade total.
- Se o ligante não for removido antes da sinterização, pode causar a deterioração das propriedades mecânicas da peça. Isso porque a sinterização melhora a microestrutura da peça, mas a presença de ligante não queimado pode prejudicar o processo.
- Se o ligante permanecer após o desligamento e a sinterização, ele reagirá com os outros elementos da peça e levará a uma queda no ponto de fusão da peça e outras propriedades gerais.
Debinding Térmico
A decomposição e evaporação termicamente induzidas do ligante ocorrem devido ao fluxo de gás através do forno de desligamento. O fluxo de gás guia os vapores para sair através dos poros conectados à superfície dentro da amostra. Uma distribuição de temperatura pobre e uma remoção de ligante inomogênea podem levar à formação de rachaduras e outros defeitos dentro da amostra. Portanto, é necessário regular e controlar a taxa de aquecimento e a velocidade da remoção. A temperatura para desligamento varia de:
- Remoção a Baixa Temperatura: temperatura ambiente – 200°C - para remoção de solventes.
- Remoção a Alta Temperatura: 200°C - 600°C - para voláteis com ponto de ebulição mais alto.
- Remoção do Ligante Principal: ≥ 600°C.
Grânulos de carvão ativado são usados em vários processos, incluindo purificação de ar e água, descafeinação, extração de ouro e metais, e tratamento de esgoto.
Análise Termogravimétrica (TGA)
Para acompanhar e otimizar o progresso da degradação térmica, recomenda-se a técnica de análise termogravimétrica (TGA).
Uma diminuição na massa do reagente é frequentemente observada com o aumento do produto resultante. Essa mudança pode ser registrada monitorando a perda de massa em tempo real durante o ciclo térmico.
TGA até 5g: Analisadores térmicos para processos termo-analíticos - ELTRA
Debinding Catalítico
Durante esse processo, o ligante principal é diretamente atacado por um vapor ácido. O material, ao reagir com o ácido atuando como catalisador, transforma-se em moléculas menores que podem, posteriormente, ser removidas. O desligamento catalítico elimina o ligante mais rapidamente do que durante um processo puramente térmico. Este método é particularmente útil em situações onde há componentes grandes ou alta produtividade, pois leva um tempo considerável para dissipar os produtos gasosos. O desligamento catalítico a baixa temperatura garante a remoção de gases que podem criar pressão dentro dos poros e previne a quebra do componente. Ácido nítrico é vaporizado a cerca de 120°C e introduzido em um forno junto com um gás transportador de nitrogênio. O ventilador de recirculação ajuda o ácido a circular ao redor da peça verde, facilitando a interação entre o ácido nítrico e o ligante principal, Polioximetileno (POM). Este ligante polimérico é composto por uma cadeia contínua de átomos de oxigênio e carbono. Os átomos de oxigênio nesta macromolécula são suscetíveis a ataques ácidos, levando à conversão do polímero POM em formaldeído. Dado seu baixo peso molecular, o formaldeído pode ser rapidamente removido da matriz do ligante na forma de vapor. O fluxo de gás dentro do forno de desligamento guia o formaldeído em direção à saída de gás, onde é seguramente combustido usando um pós-queimador de tocha ativa.
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Os produtos e serviços da Carbolite estão disponíveis por meio de uma rede global de empresas filhas e distribuidores totalmente treinados. Nossa equipe ficará feliz em ajudar com qualquer dúvida que você possa ter.
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Debinding Furnaces - FAQ
O que é debinding?
O desligamento é uma etapa crítica na metalurgia do pó e na fabricação aditiva, pois ajuda as peças a manterem sua forma antes de etapas adicionais de processamento. O processo de remoção do ligante envolve a degradação térmica de agentes de ligação ou aditivos de um componente moldado. O desligamento permite a consolidação dos pós e garante uma porosidade mínima ou vazios dentro da estrutura.
Qual a diferença entre debinding e pirólise?
Embora tanto o desligamento quanto a pirólise envolvam calor, os dois processos servem a propósitos diferentes durante os processos de fabricação. O desligamento envolve a remoção do ligante por meio de degradação ou evaporação. O processo de desligamento é necessário antes da sinterização para produzir um componente totalmente denso. Em contraste, a pirólise é uma decomposição química induzida termicamente que ocorre na ausência de oxigênio. Precursores orgânicos são decompostos em uma temperatura elevada e em um ambiente inerte para produzir voláteis não carbonáceos.
Quais indústrias se beneficiam do processo de debinding?
O debinding é utilizado por várias indústrias, pois prepara os componentes para a sinterização. Indústrias que se beneficiam do debinding incluem fabricação aditiva, moldagem por injeção de metal (MIM), moldagem por injeção de cerâmica (CIM), produção de cerâmicas técnicas, automotiva, aeroespacial, defesa e MedTech. Os produtos produzidos a partir deste processo variam desde produtos de consumo até hardware industrial.
Quais soluções oferecemos para debinding?
A Carbolite oferece três soluções diferentes para o debinding, que incluem debinding térmico ao ar, debinding térmico sob atmosfera protetora e desligação catalítica. Uma gama de fornos ou uma opção de forno pode ser oferecida dependendo das necessidades da sua aplicação. É necessário conhecer o tamanho do seu componente e a quantidade de conteúdo de ligante que ele contém antes de fazer sua escolha.