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How dry vacuum pumps enable an efficient sintering process

Le groupe de haute technologie et d'ingénierie mondiale Sandvik Coromant AB augmente l'efficacité de sa production tout en minimisant son empreinte carbone et la production de déchets en utilisant la technologie avancée du vide sec. Advanced Vacuum, distributeur Edwards et prestataire de services agréé en Suède, est en contact étroit avec Sandvik depuis plus de 15 ans et les a convertis pour qu'ils profitent des avantages des pompes à vis sèches GXS. 

Qui est Sandvik Coromant AB ?

Sandvik AB est une multinationale suédoise d'ingénierie spécialisée dans la découpe des métaux, la fabrication numérique et additive, l'exploitation minière et la construction, les alliages d'acier inoxydable et spéciaux, et le chauffage industriel. La société a été fondée en Suède en 1862.

Qu'est-ce que le frittage ?

Sintering of parts in the furnace at the plant

Le frittage est un traitement thermique appliqué à une poudre compacte pour lui conférer résistance et intégrité. La température utilisée pour le frittage est inférieure au point de fusion du principal constituant du matériau de la métallurgie des poudres.

Les techniques de la métallurgie des poudres (PM) offrent la possibilité de produire des composants de géométrie complexe sans usinage ultérieur. L'utilisation du matériau est presque totale, ce qui entraîne peu ou pas de déchets.

Par conséquent, l'énergie requise par kg de pièces finies est inférieure à celle des autres procédés de fabrication. Les techniques de PM ont pour autre avantage la possibilité d'utiliser des compositions d'alliage qui ne sont pas possibles avec la fusion et le moulage conventionnels.

Comment les pompes à vide sèches ont-elles aidé Sandvik ?

La pression requise pendant le procédé de frittage varie de quelques mbar. Le liant utilisé est le PEG (polyéthylène glycol). Avant que le procédé de frittage proprement dit puisse commencer, le liant doit être éliminé.

Dans ce procédé particulier, de l'hydrogène (H2) a été utilisé pour le procédé d'élimination du liant. Après l'élimination du liant, le H2 était évacué avec de l'argon (Ar). Par conséquent, les pompes à vide devaient pomper de l'argon pendant l'arrêt de la pompe afin d'atteindre une pression minimale en un court laps de temps. Un processus de frittage complet, du début à la fin, comprend l'élimination du liant, le rinçage, le pompage, le frittage et le refroidissement.

Auparavant, Sandvik utilisait plusieurs systèmes de vide composés de pompes à vis et à bain d'huile combinées à des unités d'appoint mécaniques sur ses fours de frittage. La plupart des pompes faisaient partie de fours qui existaient déjà depuis un certain temps. Les coûts et le temps consacrés à la maintenance et aux changements d'huile étaient très élevés. Sandvik a donc cherché des solutions alternatives pour remplacer les pompes existantes.

La pompe à vis sèche GXS d'Edwards est une pompe industrielle intelligente dotée d'une technologie de vis unique et d'entraînements à haut rendement parmi les meilleurs de sa catégorie. Cela permet un contrôle avancé de la température de la pompe et de faibles coûts de fonctionnement avec de longs intervalles entre les entretiens.

Le contrôleur intelligent embarqué fournit divers indicateurs, tels que le mode de fonctionnement et l'état des pannes, ce qui permet une véritable capacité de « branchement et pompage ». Il permet de programmer des routines de démarrage/d'arrêt, une vitesse réduite, un « mode vert » et des options d'autonettoyage.

Advanced Vacuum, distributeur Edwards et prestataire de services agréé en Suède, est en contact étroit avec Sandvik depuis plus de 15 ans. Par conséquent, lors du lancement de la GXS il y a environ 10 ans, Sandvik s'est vu proposer d'évaluer la nouvelle technologie sur site. Cette même pompe est sur le site depuis lors et a été étroitement surveillée par Advanced Vacuum.

Jusqu'à présent, plusieurs pompes GXS et combinaisons pompe/unité d'appoint ont été installées.

  1. Pompe à vide de plus petite taille : La taille des ensembles de pompes précédents était énorme par rapport à la pompe GXS. Les combinaisons pompe/unité d'appoint GXS ayant une empreinte et une hauteur beaucoup plus petites, les nouvelles pompes ont permis de gagner beaucoup d'espace et étaient également moins lourdes.
  2. Réduction du bruit : Un autre avantage est le faible niveau sonore des pompes GXS grâce à leur silencieux installé. Au fil du temps, de plus en plus de pompes ont été remplacées par des GXS, ce qui a permis d'améliorer les niveaux sonores globaux dans les zones de fabrication.
  3. Economie d'énergie : Les combinaisons pompe/unité d'appoint de la GXS sont très économiques. Par conséquent, l'économie d'énergie que Sandvik réalise aujourd'hui avec la GXS par rapport aux pompes précédentes est substantielle. Au lieu de pré-pomper la chambre par des tuyaux d'ébauche et d'utiliser des vannes d'étranglement, la vitesse des pompes GXS peut être contrôlée par l'interface intelligente.
  4. Pompe à réglage automatique : De cette façon, la pompe s'ajuste automatiquement à une pression de consigne préprogrammée. Comme le procédé créait certains sous-produits collants, les pompes GXS ont été configurées en version « MB+ ». Cela signifie que, outre les différentes options de purge de la pompe pendant ou après le procédé, la pompe est équipée d'un dispositif de rinçage au solvant. Cela permet de rincer la pompe avec de l'eau ou tout autre solvant lorsque cela est nécessaire afin d'éliminer toute accumulation de produit à l'intérieur de la pompe. Cette opération est effectuée toutes les cent heures de fonctionnement de la pompe. Après chaque procédé, Sandvik utilise une séquence de purge automatisée pour nettoyer et sécher la pompe avant de l'arrêter.