La produzione additiva (AM), comunemente nota come stampa 3D, ha rivoluzionato vari settori consentendo la produzione rapida di parti e prototipi complessi. Si tratta di un processo che crea oggetti strato per strato a partire da modelli digitali, consentendo la progettazione complessa e la personalizzazione. La sua flessibilità ed efficienza stanno stimolando l'innovazione e trasformando le pratiche di produzione tradizionali. Mentre la stampa 3D continua a rivoluzionare la produzione moderna, l'attenzione si sposta sempre più sul ruolo fondamentale della filtrazione industriale nel garantire operazioni sicure, efficienti e di alta qualità, soprattutto nei processi basati sui metalli.

Filtrazione nel flusso di lavoro della produzione additiva

Dalla produzione di polvere metallica alla post-lavorazione fino alla realizzazione del componente finale, i sistemi di filtrazione sono essenziali in ogni fase. Questi sistemi non solo proteggono le apparecchiature e gli operatori, ma garantiscono anche l'integrità delle parti stampate riducendo al minimo la contaminazione.

I processi coinvolti nella produzione additiva possono generare notevoli contaminanti atmosferici, tra cui composti organici volatili (COV), particolato fine, nebbie e altre emissioni nocive. Per mantenere un ambiente di lavoro sicuro e realizzare un prodotto di alta qualità, sono essenziali sistemi di filtraggio dell'aria efficaci. Questo blog esplora i diversi tipi di filtrazione dell'aria necessari nella produzione additiva, i materiali di costruzione e i mezzi filtranti utilizzati, nonché i motivi per cui la filtrazione è fondamentale sia per l'efficienza che per l'efficacia.

Tipi di filtrazione dell'aria

• Filtrazione delle particelle
  • Filtri HEPA: i filtri HEPA (High-Efficiency Particulate Air) catturano il 99,97% delle particelle di dimensioni pari o superiori a 0,3 micron. La filtrazione HEPA è necessaria per rimuovere le polveri fini e le emissioni di particolato generate durante la stampa, in particolare in processi come la sinterizzazione laser selettiva (SLS) o la fusione a letto di polvere.
  • Prefiltri: questi filtri vengono utilizzati per catturare le particelle più grandi prima che raggiungano filtri più efficienti, prolungandone la durata e riducendo la manutenzione. Sono valide opzioni di pre-filtro i filtri di "pulizia" in poliestere da 1, 5, 25 e 100 micron, facilmente reperibili, nonché altri filtri a rete.
• Filtrazione di gas e vapori
  • Filtri a carbone attivo: questi filtri sono essenziali per rimuovere i composti organici volatili (COV) e gli odori che possono essere rilasciati durante la stampa di determinati materiali, come resine o plastiche. Assorbono i gas nocivi, garantendo un'aria più pulita nell'ambiente di lavoro.
  • Filtri a condensazione di vapori: questi filtri eliminano i vapori tramite condensazione. Processo di condensazione dei vapori nocivi in un liquido per facilitarne la filtrazione e lo smaltimento. I tipi di contaminanti che possono essere emessi durante la stampa 3D includono acetone, benzene, toluene e m/p-xilene.
• Filtrazione di nebbia e aerosol
  • Collettori di nebbia: nei processi che coinvolgono fluidi di raffreddamento o lubrificazione (comuni nella produzione additiva di metalli), i collettori di nebbia filtrano gli aerosol liquidi. In questo modo si garantisce che durante il processo di produzione non vengano rilasciate nell'aria goccioline nocive. Queste opzioni di filtro sono in genere del tipo a membrana in fibra di vetro.

Selezione del mezzo filtrante

La scelta del mezzo filtrante è fondamentale per l'efficacia dei sistemi di filtrazione dell'aria nella produzione additiva. Il dimensionamento corretto del filtro, tenendo attentamente in considerazione la superficie utilizzabile, è essenziale per ridurre al minimo la perdita di pressione e mantenere cicli di produzione ininterrotti. I materiali filtranti più comuni includono:

• Hepa: il filtro HEPA, da 0,3 micron con un'efficienza del 99,97%, contiene principalmente materiali in fibra di vetro. La fibra di vetro è resistente ed efficace nel catturare le particelle fini. Questo sta diventando uno standard industriale per l'industria AM.
• Poliestere: materiale filtrante in poliestere da 1, 5, 25, 100 micron che riduce la pressione differenziale.
• Carbone attivo: eccellente per assorbire COV, idrocarburi, acidi, basi e odori, il carbone attivo è essenziale per mantenere la qualità dell'aria. Gestisce anche le sfide legate al particolato.
• Rivestimento in Teflon: filtro rivestito in Teflon da 0,3 micron ad alta efficienza per applicazioni più estreme/pesanti che richiedono tecnologia a impulsi inversi e autopulente. Il materiale è resistente e in grado di gestire le applicazioni AM più impegnative e gli impulsi di aria compressa.
• Fibra di vetro: vari filtri coalescenti ad alta efficienza consentono un'efficace cattura di nebbia e aerosol dallo scarico della pompa a vuoto. I progetti possono avere una bassa caduta di pressione e i contaminanti coalescenti possono essere raccolti e/o smaltiti.

L'importanza della filtrazione nella produzione additiva

Salute e sicurezza

La sicurezza dei dipendenti è fondamentale in qualsiasi ambiente produttivo. Gli agenti contaminanti presenti nell'aria possono rappresentare gravi rischi per la salute, provocando problemi respiratori e altri problemi di salute. Sono essenziali filtri ad alte prestazioni progettati per funzionare a tenuta di gas: impediscono alle particelle reattive o pericolose di fuoriuscire nell'area di lavoro. Questo fenomeno è particolarmente accentuato nel settore della produzione additiva, dove si utilizzano numerose polveri pericolose e combustibili.

Controllo qualità/Prodotto

Nella produzione additiva, la qualità del prodotto finito è direttamente correlata alla purezza dell'ambiente in cui viene prodotto. I contaminanti possono alterare le proprietà dei materiali, provocando difetti. Garantendo un'atmosfera e un ambiente di lavoro puliti, i sistemi di filtrazione mantengono costante la qualità del prodotto.

Efficienza del processo

La circolazione di aria pulita è essenziale per mantenere condizioni operative ottimali nelle stampanti 3D. L'aria contaminata può causare una maggiore usura delle apparecchiature e richiedere una manutenzione più frequente. Una filtrazione efficace riduce i tempi di fermo, garantendo una maggiore efficienza operativa.

Conformità normativa

Molti settori sono soggetti a severe normative ambientali e sanitarie. L'implementazione di sistemi di filtraggio completi può aiutare le organizzazioni a conformarsi a queste normative. In definitiva, evitando multe, ritardi nella produzione e migliorando il processo di fabbricazione.

Sostenibilità

Migliorando la qualità dell'aria e riducendo gli sprechi, sistemi di filtraggio efficaci contribuiscono a un processo produttivo più sostenibile. Ciò è particolarmente importante poiché le industrie si sforzano di ridurre il loro impatto ambientale. Solberg nutre una profonda passione per la responsabilità di praticare la sostenibilità.

Il ruolo della filtrazione nella produzione additiva

La filtrazione è una componente fondamentale della produzione additiva, poiché garantisce un ambiente di lavoro sicuro e migliora la qualità e l'efficienza del processo produttivo. Conoscendo i diversi tipi di sistemi di filtrazione, i materiali di costruzione e i mezzi filtranti utilizzati, i produttori possono prendere decisioni informate che contribuiscono a migliorare la salute, la conformità e il successo operativo. Investire in sistemi di filtrazione dell'aria di alta qualità e robusti non solo protegge le attrezzature e l'ambiente di lavoro, ma rafforza anche l'integrità dei prodotti creati, stimolando l'innovazione e la crescita nel settore della produzione additiva.