L’analisi della perdita di peso è il metodo più comunemente usato per misurare il successo del debinding ovvero la rimozione dei leganti

Passare a un nuovo fluido debinding: come misurare il successo

L’analisi della perdita di peso è il metodo più comunemente usato per misurare il successo del debinding. Settembre – stock.adobe.com
L’analisi della perdita di peso è il metodo più comunemente usato per misurare il successo di debinding.

Debinding con sgrassaggio a vapore
In alcuni negozi, la rimozione dei leganti viene eseguita con un solvente all’interno di uno sgrassatore a vapore. Dunking parti nel solvente liquido o tenendole all’interno dei vapori di solvente, dissolve i leganti. Il solvente ha una bassa tensione superficiale e una bassa viscosità per penetrare nelle parti, garantendo un’esaurimento completo. Il solvente evapora dalle parti quasi completamente prima della sinterizzazione, prevenendo i danni causati dalla gassificazione del solvente intrappolato.

Storicamente, n-propil bromuro (nPB), tricloroetilene (TCE), percloroetilene (PERC), terpeni e idrocarburi sono stati i solventi scelti per la debinding AM. Tuttavia, questi solventi hanno serie preoccupazioni per la salute, la sicurezza e l’ambiente e le agenzie ambientali stanno implementando normative più severe per ridurre l’impatto negativo sul pianeta e sui lavoratori.

Trovare un’alternativa migliore
Fortunatamente, ci sono fluidi debinding di nuova generazione che debindano altrettanto bene, se non meglio dei solventi legacy. Sono abbastanza aggressivi da rimuovere selettivamente la giusta quantità di legante, ma abbastanza delicati da prevenire la deformazione delle parti e danni ai substrati delicati e non polimerizzati. In molti casi, i fluidi debinding moderni non richiedono l’acquisto di nuove apparecchiature. Spesso, dopo aver svuotato e pulito lo sgrassatore di vapore esistente, il nuovo fluido di debinding viene fatto cadere senza significativi tempi di inattività o modifiche apprezzabili al processo di pulizia.

Anche i fluidi debinding moderni sono più sicuri. Sono a basso punto di ebollizione, termicamente stabili e non infiammabili. Il limite di esposizione consentita (PEL) o limite di tempo prestabilito OSH che i lavoratori devono essere esposti a un solvente, per i nuovi fluidi è di circa 200-250 ppm rispetto a TCE (100 ppm PEL) o nPB (0,1 ppm PEL). Inoltre, la maggior parte dei fluidi debinding ha un potenziale di riscaldamento globale inferiore a 10 e un potenziale di riduzione dell’ozono pari a zero, rendendoli migliori per l’ambiente.

Che dire delle prestazioni?
Molti nuovi fluidi di debinding sono testati in laboratorio e analizzati per garantire che i loro risultati di debinding siano altrettanto validi dei solventi legacy. Tuttavia, alcuni produttori AM stanno conducendo test di performance propri.

I test di densità consentono ai produttori di misurare la quantità di legante rimossa dalle loro parti. Il fornitore di materie prime in genere fornisce alle aziende la “densità minima del marrone” per misurare il successo di debinding delle parti marroni. Ciò rappresenta la quantità massima di legante primario consentita durante la debinding e la sinterizzazione secondarie senza causare la deformazione della parte.

La “Densità minima del marrone” deve essere raggiunta prima che le parti verdi si spostino nel forno per la debinding e la sinterizzazione finali. Dopo la debinding primaria, la densità delle parti deve corrispondere alla “densità marrone minima” della materia prima, che è uguale alla densità della materia prima meno i leganti primari.

I produttori AM utilizzano anche l’analisi della perdita di peso per verificare il corretto debinding primario. La percentuale di rimozione del legante viene determinata confrontando la massa della parte prima e dopo la debinding. I produttori iniziano registrando il peso iniziale di una parte e eseguendo il debinding della parte utilizzando il fluido prescelto, lasciando asciugare completamente la parte prima di registrare il peso finale. La quantità di legante rimosso viene quindi determinata calcolando la percentuale di perdita di peso.

% Raccoglitore rimosso = (Massa iniziale – Massa finale) / Massa iniziale x 100%

Sebbene il monitoraggio del peso sia la misura più comunemente usata per determinare la rimozione del legante primario, non tiene conto della perdita indesiderata di polvere di materia prima o della rimozione del legante secondario. Sebbene una parte mostri una riduzione del 4% in peso, questa misurazione da sola non indica se tale perdita sia dovuta alla rimozione del legante o al danneggiamento della superficie della parte. La misurazione della densità mediante un picnometro misura il volume della parte marrone per calcolare la densità effettiva del materiale e alla fine determina il successo complessivo del fluido di debinding.

Conclusione
Molte aziende sono alla ricerca di alternative fluide più efficaci che siano sostenibili, più facili da mantenere e meno pericolose per i lavoratori e l’ambiente. Per molte aziende che desiderano passare a un fluido di debinding migliore, è indispensabile che mantengano le loro prestazioni di debinding con un impatto minimo su produttività e produttività.

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