{"id":4418,"date":"2021-08-30T14:19:08","date_gmt":"2021-08-30T14:19:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/?p=4418"},"modified":"2021-09-27T15:12:30","modified_gmt":"2021-09-27T15:12:30","slug":"forni-per-diffusion-bonding","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/?p=4418","title":{"rendered":"Forni per diffusion bonding: una storia di successo"},"content":{"rendered":"\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Pi\u00f9 di vent\u2019anni fa <a href=\"https:\/\/www.tav-vacuumfurnaces.com\/it\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">TAV VACUUM FURNACES<\/a> ha ricevuto il primo ordine di forno a vuoto per diffusion bonding di scambiatori di calore in Titanio. Numerose sono le accortezze messe a punto nel corso degli anni dall\u2019azienda, in modo da garantire uniformit\u00e0 di temperatura e la produzione di giunti ad alta resistenza.<\/h2>\n\n\n\n<p>La saldatura a diffusione (anche detta diffusion bonding) consiste nell\u2019adesione di due superfici mediante l\u2019azione della temperatura e della pressione. Di conseguenza nel processo di diffusion bonding vengono evitati i difetti correlati alla fusione. Poich\u00e9 la pressione di legame \u00e8 ben al di sotto delle tensioni di resa del materiale, la deformazione plastica di massa dei materiali viene completamente evitata.<br>Il diffusion bonding in vuoto si basa su temperatura, pressione, tempo e vuoto per facilitare lo scambio atomico attraverso l\u2019interfaccia tra i materiali. Il processo lavora su materiali simili o dissimili, purch\u00e9 siano in stretto contatto l\u2019uno con l\u2019altro.<br>Il processo di diffusion bonding produce giunti ad alta resistenza che possono essere impiegati in molte industrie, tra cui l\u2019aerospaziale, l\u2019automotive, la costruzione navale, la petrolchimica e l\u2019ingegneria di processo. Le giunzioni sono perfettamente impermeabili e in grado di sopportare temperature elevate di esercizio e\/o livelli di vuoto molto elevati. Le applicazioni pi\u00f9 comuni includono la produzione di dispositivi di precisione come collettori, impianti biomedici, ugelli, miscelatori.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-gallery columns-2 is-cropped wp-block-gallery-1 is-layout-flex wp-block-gallery-is-layout-flex\"><ul class=\"blocks-gallery-grid\"><li class=\"blocks-gallery-item\"><figure><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"735\" height=\"800\" src=\"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/5-4.jpg\" alt=\"Un altro forno da diffusion bonding di TAV VACUUM FURNACES. 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Le dimensioni del forno richieste dal cliente erano piuttosto importanti, tali da poter alloggiare una carica lunga, larga e alta. A TAV sono stati richiesti anche i seguenti requisiti: alto livello di vuoto, alta pressione del gas (Ar) e un\u2019elevata uniformit\u00e0 di temperatura. Il vessel doveva avere un corpo talmente resistente da poter essere certificato come recipiente a pressione. Si trattava di una vera e propria sfida, anche perch\u00e9 a quel tempo il diffusion bonding in vuoto rappresentava una tecnologia innovativa della quale TAV era una delle realt\u00e0 precorritrici. In vuoto, con il medesimo spessore di isolamento in tutta la camera termica e a causa della tipica emissivit\u00e0 del corpo nero (come nel caso dei pannelli di grafite nera), sarebbe stato abbastanza semplice ottenere una buona uniformit\u00e0.<br>TAV VACUUM FURNACES ha per\u00f2 riscontrato che, in presenza di gas, nella camera termica c\u2019erano delle zone pi\u00f9 fredde nella parte bassa della camera e delle zone pi\u00f9 calde nella parte alta della camera, motivo per cui la presenza di gas nella hot zone cambiava completamente le condizioni in modo da ottenere una buona uniformit\u00e0. L\u2019uniformit\u00e0 era un obiettivo difficile da raggiungere a causa della presenza di flussi convettivi nella hot zone e all\u2019esterno della camera termica. Un altro problema era rappresentato dalla dissipazione di potenza e dal trasferimento termico alle pareti interne del vessel.<br>Inoltre l\u2019utilizzo di ventole, che rappresenta la soluzione pi\u00f9 comune per gestire l\u2019uniformit\u00e0 di temperatura del gas, ha dimostrato di non essere applicabile a questo processo. Infatti, a pressioni cos\u00ec elevate, anche la turbolenza attorno all\u2019asse della ventola rappresentava una perdita di gas troppo ingente, facendo fuoriuscire dalla camera termica il gas caldo e facendo entrare il gas freddo dall\u2019esterno.<br>Oltre a ci\u00f2, anche provando a contrastare i naturali flussi convettivi con un flusso forzato di aria controllato da ventole, tutto questo avrebbe incrementato ancor di pi\u00f9 la dissipazione termica della camera.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-gallery columns-2 is-cropped wp-block-gallery-2 is-layout-flex wp-block-gallery-is-layout-flex\"><ul class=\"blocks-gallery-grid\"><li class=\"blocks-gallery-item\"><figure><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"800\" height=\"533\" src=\"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/3-8.jpg\" alt=\"Collettore dell\u2019acqua.\" data-id=\"4421\" data-full-url=\"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/3-8.jpg\" data-link=\"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/?attachment_id=4421\" class=\"wp-image-4421\" srcset=\"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/3-8.jpg 800w, https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/3-8-300x200.jpg 300w, https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/3-8-768x512.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><figcaption class=\"blocks-gallery-item__caption\">Collettore dell\u2019acqua. \n<\/figcaption><\/figure><\/li><li class=\"blocks-gallery-item\"><figure><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"800\" height=\"625\" src=\"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/4-4.jpg\" alt=\"Forno da diffusion bonding modello T-HP-93-75-164.\" data-id=\"4422\" data-full-url=\"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/4-4.jpg\" data-link=\"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/?attachment_id=4422\" class=\"wp-image-4422\" srcset=\"https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/4-4.jpg 800w, https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/4-4-300x234.jpg 300w, https:\/\/www.publiteconline.it\/newsmec\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/4-4-768x600.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><figcaption class=\"blocks-gallery-item__caption\"> Forno da diffusion bonding \nmodello T-HP-93-75-164. \n\n<\/figcaption><\/figure><\/li><\/ul><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Una felice intuizione confermata da vari test<\/h3>\n\n\n\n<p>In virt\u00f9 di tutti questi vincoli e limiti era parso subito evidente che si trattasse di un compito parecchio impegnativo, la cui soluzione richiedeva una combinazione ottimale di esperienza e innovazione. Per realizzare un forno da vuoto secondo le specifiche richieste dal cliente, gli ingegneri di TAV VACUUM FURNACES hanno cos\u00ec deciso di limitare i naturali flussi convettivi piuttosto che aumentarli con una convenzione forzata (un\u2019intuizione supportata da diversi test, che ne hanno confermato la validit\u00e0). La ragione per cui \u00e8 presente un ricircolo convettivo \u00e8 che il gas caldo, una volta raggiunta la parte alta della camera termica e data la sua minor densit\u00e0, dissipa il suo calore entrando in contatto con l\u2019isolamento. In questo modo, il gas si raffredda e ritorna sulla parte bassa della camera termica. Per prevenire ci\u00f2, l\u2019isolamento della camera termica fatto in pannelli di grafite ha richiesto differenti spessori in modo da uniformare le perdite di calore in tutte le superfici interne. Le sezioni con maggior spessore di isolamento sono state utilizzate nella parte pi\u00f9 alta della camera termica.<br>Limitare i flussi convettivi ha permesso di limitare la dissipazione e di creare le condizioni per una maggiore ripetibilit\u00e0 di processo per cariche con differenti geometrie, ma senza risolvere in s\u00e9 il problema dell\u2019uniformit\u00e0. Per questo motivo, TAV VACUUM FURNACES ha anche deciso di installare gli elementi radianti in modo non uniforme e con differenti poteri radianti nella superficie interna cos\u00ec da limitare il surriscaldamento della parte alta della hot zone. Per proteggere la parete interna del vessel pressurizzato dalle alte temperature, infine l\u2019azienda ha deciso di installare uno scambiatore di calore addizionale in contatto diretto con la parete del vessel. Nell\u2019insieme, la calibrazione di tutte queste soluzioni ha permesso a TAV di raggiungere con facilit\u00e0 l\u2019uniformit\u00e0 di temperatura e di realizzare una vasta gamma di forni da vuoto per diffusion bonding nel corso degli anni.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Pi\u00f9 di vent\u2019anni fa TAV VACUUM FURNACES ha ricevuto il primo ordine di forno a vuoto per diffusion bonding di scambiatori di calore in 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