Катализаторы используются в реакторах для обеспечения или ускорения реакции газов или жидкостей и поэтому имеют уникальные потребности для баланса площади поверхности, потока и термостойкости. Исторически инженерам приходилось идти на компромисс, выбирая между конструкциями, которые хорошо смешиваются, конструкциями, которые прочны, или конструкциями, которые можно легко и надёжно производить. Sinto Advanced Ceramics (ранее Bosch Advanced Ceramics) решили устранить этот компромисс, обратившись к новой технологии — керамике, напечатанной на 3D-принтере от Formlabs.
С 2016 года Sinto Advanced Ceramics использует 3D-печать для поставки высокопроизводительных керамических компонентов со сложной геометрией в полупроводниковую, химическую, аэрокосмическую и автомобильную отрасли. Стереолитографические (SLA) 3D-принтеры Formlabs обеспечивают рентабельное, масштабируемое производство выбранных компонентов от прототипирования до серийного производства.
Каталитический конвертер для химической промышленности, напечатанный из смолы Alumina 4N на SLA 3D-принтере Form 4, демонстрирует важность точной, гибкой, аддитивной производственной технологии для Sinto Advanced Ceramics.
Требования к проектированию каталитического конвертера
Каталитический конвертер используется в реакторах для обеспечения или ускорения реакции газов или жидкостей. Он должен выдерживать механические нагрузки при высоких температурах, но требует увеличенной площади поверхности по сравнению с обычными типами катализаторов. Ключевой проблемой, следовательно, является пересечение материала и структуры. Лучшие структуры катализаторов означают более быстрые реакции, более высокую эффективность и более длительный срок службы компонентов, и, следовательно, могут снизить затраты и повысить устойчивость химической обработки.
Когда дело доходит до дизайна, каталитический конвертер должен иметь большую площадь поверхности, хорошие пропускные свойства и эффективное смешивание реагентов. Проблемы с обычными типами катализаторов включают:
- Экструдированные сотовые структуры, которые не обеспечивают смешивания реакционной среды.
- Открытые пены, которые обладают очень неопределённой и неизвестной площадью поверхности.
- Неподвижные слои (сыпучие формы) не являются легко протекаемыми.
Периодическая открытая ячеистая структура имеет решающее значение для производительности каталитического конвертера в качестве несущей структуры для каталитически активного материала в химических процессах. Инженеры Sinto Advanced Ceramics пришли к решению с созданием алмазной структуры, состоящей из 2-миллиметровых тонких распорок, имитирующих атомные связи в алмазе. Газы или жидкости протекают через высокопористую структуру и, при контакте с катализатором, нанесённым на поверхность, реагируют друг с другом.
В отличие от вспененных катализаторов или катализаторов, изготовленных из сыпучих форм (неподвижных слоёв), алмазная структура представляет собой точно определённую и воспроизводимую геометрию, идеальную для 3D-печати и для достижения единообразия от детали к детали.
Катализаторы для проверки концепции печатались из пластика, а затем покрывались, но материал не обеспечивал желаемых механических свойств — здесь на помощь приходит смола Alumina 4N.
Прямая печать оксида алюминия (Alumina)
«В исследованиях катализаторы для проверки концепции часто производились путём печати базовой структуры из пластика с последующим покрытием её Al₂O₃. Прямо печатая структуры из Al₂O₃, мы можем создавать более стабильные структуры и исключать производственные этапы».Мальте Хартманн, инженер-разработчик, Sinto Advanced Ceramics
Смола Alumina 4N позволяет осуществлять прямую 3D-печать технической керамики из оксида алюминия чистотой 99,99% с относительной плотностью 98,6%. Материал обладает исключительной производительностью в экстремальных условиях. Он термостоек, твёрд, износостоек, механически прочен и химически инертен.
Устраняя пластиковые подложки и этапы последующего покрытия, Sinto Advanced Ceramics оптимизирует свой процесс, повышает механическую надёжность и позволяет осуществлять настоящее серийное производство керамических катализаторов.
Детали, напечатанные смолой Alumina 4N, необходимо промывать в Ceramic Wash Solution, сушить и обжигать. Поскольку Alumina была разработана Formlabs для 3D-принтеров серии Form, точная степень усадки известна, и материал использует технологию LFD принтера Form 4 для высокоточной печати. Sinto Advanced Ceramics достигает допусков менее 200 мкм, а клиент требует допуск в 0,5% от номинального размера — доказательство производственной точности.
Размеры: Диаметр 8 см, высота 10,1 см
Вес: 313 г
Напечатано на Form 4 из смолы Alumina 4N
Серый образец детали
Образец детали
Запросите бесплатный образец детали
Увидьте и почувствуйте качество Formlabs на собственном опыте. Мы отправим бесплатный напечатанный на 3D-принтере образец детали в ваш офис.
Запросить бесплатный образец детали
Гибкое, экономичное расширение производства
Для Sinto Advanced Ceramics выбор аддитивного производства — это не только свобода дизайна и возможность производить сложные геометрии. Form 4 и смола Alumina 4N также являются экономичным решением для производства.
«В Sinto Advanced Ceramics мы полагаемся на ряд производственных технологий и выбираем оптимальное решение исходя из потребностей наших клиентов. Принтеры Formlabs выделяются тем, что позволяют гибко и масштабируемо расширять производственные мощности путём добавления дополнительных систем. Это был значительный фактор в решении выбрать аддитивное производство и подчёркивает роль Formlabs как партнёра в инновационных, экономичных и масштабируемых производственных решениях».Николай Зауэр, генеральный менеджер, Sinto Advanced Ceramics
По сравнению с другими производственными решениями в области обработки порошковой или жидкой керамики, Form 4 является экономически эффективным. Возможность масштабирования путём добавления принтеров также означает меньшие первоначальные затраты.
В то время как для удовлетворения спроса на прототипирование может потребоваться один принтер, масштабирование производственной пропускной способности так же просто, как добавление большего количества деталей на платформу сборки или выполнение большего количества печатей в день. Производство на том же принтере, который использовался для прототипирования, означает отсутствие изменений в методе производства — продукт будет производиться, как ожидалось, без необходимости изменений в дизайне или материале.
Чтобы узнать больше о керамической 3D-печати и обсудить ваши уникальные требования, свяжитесь с нашим отделом продаж.
О нашей компании
TITAN 3D - поставщик и системный интегратор оборудования для 3D-печати, 3D-сканирования и автоматизированного контроля в промышленности, машиностроении, медицине.
Готовы ответить на все Ваши вопросы, проконсультировать по оборудованию, и подобрать лучшее оборудование для решения Ваших задач.
Каталог 3D-принтеров мировых производителей - проработку технологии, подбор оборудования, внедрение, пусконаладку и обучение берем на себя!
+7 (952) 243-77-75 I 01@titan-3d.ru I www.titan-3d.ru