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How dry vacuum pumps enable an efficient sintering process

Il gruppo tecnico globale high-tech & Sandvik Coromant AB aumenta l'efficienza della produzione riducendo al minimo l'impronta di carbonio e la produzione di rifiuti grazie all'utilizzo di un'avanzata tecnologia per vuoto a secco. Advanced Vacuum, distributore Edwards e fornitore di servizi approvati in Svezia, è stato a stretto contatto con Sandvik per oltre 15 anni e ha provveduto alla conversione per sfruttare i vantaggi delle pompe a vite a secco GXS. 

Che cos'è Sandvik Coromant AB?

Sandvik AB è una società di progettazione multinazionale svedese specializzata nel taglio di metalli, produzione digitale e additiva, attività minerarie ed edilizie, leghe in acciaio inox e speciali e riscaldamento industriale. La società è stata fondata in Svezia nel 1862.

Che cos'è la sinterizzazione?

Sintering of parts in the furnace at the plant

La sinterizzazione è un trattamento termico applicato a una polvere compatta per conferire resistenza e integrità. La temperatura usata per la sinterizzazione è inferiore al punto di fusione del principale componente del materiale metallurgico a polvere.

Le tecniche di metallurgia a polvere (PM) offrono la possibilità di produzione della forma finale di componenti con geometrie complesse senza la necessità di una lavorazione successiva. Viene raggiunto quasi il 100% di utilizzo del materiale, con conseguente scarto minimo o nullo.

Di conseguenza, l'energia necessaria per kg di parti finite è inferiore a quella necessaria per altri processi di produzione. Un altro vantaggio delle tecniche PM è la possibilità di utilizzare composizioni di leghe che non sono possibili con i processi convenzionali di fusione e rivestimento.

In che modo le pompe per vuoto a secco hanno aiutato Sandvik?

La pressione richiesta durante il processo di sinterizzazione varia nell'intervallo di pochi mbar. È stato utilizzato un legante PEG (polietilenglicole). Prima di avviare l'effettivo processo di sinterizzazione, è necessario rimuovere il raccoglitore.

In questo particolare processo è stato utilizzato l'idrogeno (H2) per la rimozione del legante. Dopo aver rimosso il legante, l'H2 è stato espulso con l'argon (Ar). Pertanto, le pompe per vuoto dovevano pompare fuori l'argon durante lo svuotamento per raggiungere una pressione minima in un breve periodo di tempo. Un processo di sinterizzazione completo dall'inizio alla fine, che include rimozione, lavaggio, svuotamento, sinterizzazione e raffreddamento.

In passato, la Sandvik utilizzava più sistemi per vuoto costituiti da pompe a vite e a tenuta d'olio combinate con booster meccanici sui propri forni di sinterizzazione. La maggior parte delle pompe faceva parte di forni già disponibili per un determinato periodo di tempo. I costi e il tempo spesi per la manutenzione e il cambio dell'olio erano molto elevati. Pertanto, la Sandvik stava cercando soluzioni alternative per sostituire le pompe esistenti.

La pompa a vite a secco Edwards GXS è una pompa industriale intelligente con un'esclusiva tecnologia a vite e ingranaggi ad alta efficienza leader della categoria. Questo consente un controllo avanzato della temperatura della pompa e bassi costi di esercizio con lunghi intervalli tra una manutenzione e l'altra.

Il controller di bordo intelligente fornisce vari indicatori quali la modalità di funzionamento e lo stato dei guasti, consentendo la reale capacità della "pompa & a tappo". Consente la programmazione con programmi di avvio/arresto, velocità ridotta, "modalità ecocompatibile" e opzioni di pulizia automatica.

Advanced Vacuum, distributore Edwards e fornitore di servizi approvato in Svezia, è stato a stretto contatto con la Sandvik per oltre 15 anni. Pertanto, con il lancio della pompa GXS avvenuto circa 10 anni fa, questa è stata offerta alla Sandvik per valutare in loco la nuova tecnologia. Da allora, questa stessa pompa è rimasta in loco ed è stata attentamente monitorata dall'Advanced Vacuum.

Finora sono state installate diverse pompe GXS e combinazioni pompa/booster.

  1. Dimensioni ridotte della pompa per vuoto. Le dimensioni dei precedenti set di pompe erano enormi rispetto alle pompe GXS. Grazie alle combinazioni booster/pompa GXS con ingombro e altezza decisamente inferiori, le nuove pompe hanno consentito di risparmiare molto spazio, oltre ad avere un peso più contenuto.
  2. Riduzione del rumore. Un altro vantaggio delle pompe GXS è la bassa rumorosità grazie al silenziatore installato. Nel tempo, con un numero sempre maggiore di pompe sostituite con le pompe GXS, i livelli di rumore complessivi nelle aree di produzione sono andati migliorando.
  3. Risparmio energetico. Le combinazioni booster/pompe GXS sono molto economiche. Pertanto, l'attuale risparmio di energia ottenuto dalla Sandvik con le pompe GXS rispetto alle precedenti pompe è considerevole. Invece di pre-pompare la camera attraverso la sgrossatura di tubi e utilizzando valvole a farfalla, la velocità delle pompe GXS può essere controllata a velocità attraverso l'interfaccia intelligente.
  4. Pompa a regolazione automatica. In questo modo la pompa si autoregola su un punto di regolazione della pressione preprogrammato. Quando il processo ha creato alcuni sottoprodotti adesivi, le pompe GXS sono state configurate come versioni "MB+". Questo significa che, insieme alle diverse opzioni di spurgo della pompa durante o dopo il processo, la pompa è dotata di un dispositivo di lavaggio con solvente. Questo consente di lavare la pompa con acqua o qualsiasi altro solvente quando è necessario rimuovere eventuali accumuli di processo all'interno della pompa. Questa operazione viene eseguita ogni cento ore di funzionamento della pompa. Al termine di ogni processo, la Sandvik usa una sequenza di spurgo automatica per pulire e asciugare la pompa prima dello spegnimento.