Un facteur essentiel pour le fonctionnement économique d'un four de frittage sous vide est la maîtrise de la consommation de gaz et d'énergie. Selon le type de gaz utilisé, ces deux postes de dépenses peuvent représenter jusqu'à 50 % du coût total du procédé de frittage. Afin de réduire la consommation de gaz, un système de régulation de la pression partielle du flux de gaz est indispensable pour garantir des opérations de dégraissage et de frittage exemptes de pollution. Pour minimiser la consommation d'énergie, des éléments chauffants optimisés sont utilisés afin de créer des zones chaudes et ainsi limiter les pertes de chaleur. Pour atteindre ces objectifs de conception et maîtriser les coûts de recherche et développement, un four de frittage sous vide moderne et économe en ressources utilise des outils de calcul hydrodynamique pour déterminer le flux d'air et le flux de chaleur optimaux.
Applicabilité des différents types de fours
Indépendamment du système personnalisé et hautement spécialisé, la plupart des fours de frittage disponibles sur le marché se divisent en deux catégories : les fours à vide périodique et les fours à atmosphère continue. Les pièces brunes issues du moulage par injection et du traitement catalytique/dégraissage contiennent des résidus de polymère. Les deux types de fours proposent un procédé d'élimination thermique du polymère.
D'une part, l'utilisation optimale d'un four à atmosphère continue est plus appropriée pour la production de pièces relativement volumineuses, de série et de forme similaire. Dans ce cas, grâce à un cycle court et une capacité de frittage élevée, le rapport coût-bénéfice est avantageux. Cependant, pour les lignes de production de petite et moyenne taille, ce type de four, avec une production annuelle minimale de 150 à 200 tonnes, un coût d'investissement élevé et un encombrement important, n'est pas rentable. De plus, les arrêts pour maintenance, plus longs, réduisent la flexibilité de la production.
D'autre part, le four de frittage sous vide périodique bénéficie d'une technologie de contrôle du processus de frittage et de dégraissage exceptionnelle. Les limitations mentionnées précédemment, notamment la déformation géométrique et la décomposition chimique des pièces MIM, peuvent être efficacement résolues. Une solution consiste à éliminer le liant volatil par un flux de gaz laminaire grâce à un système de contrôle précis des gaz. De plus, la réduction de la capacité de la zone chaude permet d'obtenir une excellente uniformité de température dans le four sous vide, jusqu'à un niveau quasi-linéaire (LK). En général, le four sous vide offre une atmosphère propre, des paramètres de processus ajustables et de faibles vibrations des pièces, ce qui en fait un choix technique optimal pour la production de pièces de haute qualité (telles que les dispositifs médicaux). De nombreuses entreprises sont confrontées à des fluctuations de commandes et doivent produire des pièces de formes et de matériaux variés. La faible consommation d'énergie et la grande flexibilité cyclique du four de frittage sous vide leur offrent des conditions avantageuses. L'exploitation d'un groupe de fours sous vide permet non seulement de disposer de lignes de production supplémentaires, mais aussi de réaliser simultanément différents processus de fabrication.
Cependant, certains fours de frittage sous vide professionnels, malgré les avantages techniques mentionnés ci-dessus, sont limités par leur faible capacité disponible. Leur rapport rendement/production défavorable et leur faible efficacité énergétique font que le coût du frittage des pièces annule les économies réalisées sur d'autres procédés MIM.
Date de publication : 7 mai 2022