Важным фактором для экономически эффективной работы вакуумной печи для спекания является экономичное потребление технологического газа и электроэнергии. В зависимости от типа газа, эти два элемента затрат на процесс спекания могут составлять до 50% от общей стоимости. Для экономии газа необходимо внедрить регулируемый режим парциального давления газового потока, чтобы обеспечить чистоту процессов обезжиривания и спекания. Для снижения энергопотребления используются оптимизированные нагревательные элементы для создания горячих зон, уменьшающих потери тепла. Для реализации этих проектных решений и контроля затрат на НИОКР в разумных пределах, современная ресурсосберегающая вакуумная печь для спекания будет использовать инструменты гидродинамического расчета для поиска оптимального режима воздушного потока и теплового потока.
Применимость различных типов печей
Независимо от специализированной системы, большинство представленных на рынке печей для спекания можно разделить на вакуумные печи периодического действия и печи непрерывного действия в атмосфере. В отвержденных после литья под давлением деталях и каталитической/обезжиривающей обработки остаются остатки полимера. Оба типа печей предусматривают схему термического удаления полимера.
С одной стороны, использование печи непрерывного действия в атмосфере более целесообразно, если речь идёт о сравнительно крупной детали, изготавливаемой в полностью однородном массовом масштабе, или детали схожей формы. В этом случае, при коротком цикле и высокой производительности спекания, можно получить выгодное соотношение затрат и выгод. Однако на малых и средних производственных линиях эта печь непрерывного действия с минимальной годовой производительностью 150-200 тонн, высокими затратами на сырье и большим объёмом производства не является экономически выгодной. Кроме того, печь непрерывного действия требует более длительного времени простоя для технического обслуживания, что снижает гибкость производства.
С другой стороны, вакуумная печь периодического спекания обладает выдающейся технологией контроля процесса обезжиривания при спекании. Упомянутые ранее ограничения, включая геометрическую деформацию и химическое разложение деталей, изготовленных методом MIM, могут быть эффективно решены. Одним из решений является удаление летучих связующих материалов ламинарным потоком газа через систему точного газового контроля. Кроме того, за счет уменьшения объема горячей зоны достигается очень хорошая равномерность температуры в вакуумной печи, вплоть до LK. В целом, вакуумная печь обладает хорошей чистотой атмосферы, регулируемыми параметрами процесса, характерными для высоковакуумных печей спекания, и низкой вибрацией деталей, что делает ее техническим выбором для производства высококачественных деталей (например, медицинских изделий). Многие компании сталкиваются с колебаниями заказов и необходимостью производства деталей различной формы и из разных материалов. Низкая производительность и высокая гибкость циклов вакуумной печи спекания создают для них благоприятные условия. Эксплуатация группы вакуумных печей позволяет не только обеспечить избыточные производственные линии, но и одновременно выполнять различные технологические процессы.
Однако некоторые профессиональные вакуумные печи для спекания, обладающие вышеуказанными техническими преимуществами, ограничены небольшой доступной мощностью. Их недостаток в соотношении входной и выходной мощности и низкое энергопотребление приводят к тому, что стоимость спекания деталей нивелирует экономию, достигнутую в других методах MIM-печати.
Дата публикации: 07 мая 2022 г.