Важным фактором экономически эффективной эксплуатации вакуумной спекающей печи является экономичное потребление технологического газа и электроэнергии. В зависимости от типа газа эти два элемента затрат на процесс спекания могут составлять 50% от общей стоимости. Для экономии газа необходимо реализовать режим регулируемого парциального давления газового потока, чтобы гарантировать отсутствие загрязнений в процессах обезжиривания и спекания. Для снижения энергопотребления используются оптимизированные нагревательные элементы для изготовления зон нагрева, что позволяет уменьшить потери тепла. Для реализации этих проектных решений и контроля затрат на НИОКР в разумных пределах современная ресурсосберегающая вакуумная спекающая печь будет использовать инструменты гидродинамического расчета для определения оптимального режима воздушного потока и теплового потока.
Применимость различных типов печей
Независимо от типа системы и особенностей заказчика, большинство печей для спекания, представленных на рынке, можно разделить на печи периодического действия (вакуумные) и печи непрерывного действия (атмосферные). Коричневые детали после литья под давлением и каталитического обезжиривания содержат остаточный полимер. Оба типа печей предусматривают термическое удаление полимера.
С одной стороны, целесообразнее использовать печь непрерывного действия с атмосферной вентиляцией, если речь идёт о сравнительно крупной детали, выпускаемой серийно, с абсолютной однородностью или аналогичной формой. В этом случае, благодаря короткому циклу и высокой производительности спекания, можно добиться выгодного соотношения затрат и выгод. Однако на малых и средних производственных линиях эта печь непрерывного действия с минимальной годовой производительностью 150-200 тонн, высокой себестоимостью и большим объёмом производства нерентабельна. Кроме того, печь непрерывного действия с атмосферной вентиляцией требует более длительного времени простоя для технического обслуживания, что снижает гибкость производства.
С другой стороны, периодическая вакуумная спекающая печь обладает превосходной технологией управления процессом обезжиривания и спекания. Упомянутые ранее ограничения, включая геометрическую деформацию и химическое разложение деталей MIM, могут быть эффективно устранены. Одним из решений является вымывание летучего связующего материала ламинарным технологическим газом с помощью точной системы управления газом. Кроме того, за счет снижения мощности горячей зоны достигается очень хорошая однородность температуры вакуумной печи, вплоть до LK. В целом, вакуумная печь отличается хорошей чистотой атмосферы, регулируемыми параметрами процесса высоковакуумной спекающей печи и малой вибрацией деталей, что делает ее техническим выбором для производства высококачественных деталей (например, медицинских приборов). Многие компании сталкиваются с нестабильным объемом заказов и необходимостью производить детали различных форм и материалов. Низкая потребляемая мощность и высокая гибкость цикла вакуумной спекающей печи создают для них благоприятные условия. Эксплуатация группы вакуумных печей может не только обеспечить избыточные производственные линии, но и одновременно выполнять различные технологические процессы.
Однако некоторые профессиональные вакуумные печи для спекания с указанными выше техническими преимуществами ограничены малой доступной производительностью. Их недостаток, заключающийся в соотношении вход-выход и низком энергопотреблении, позволяет снизить стоимость спекания деталей по сравнению с экономией на других процессах MIM.
Время публикации: 07 мая 2022 г.