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脱脂炉 溶融または熱分解によるバインダー除去のための熱処理

カーボライト・ゲロは、お客様の用途に適した様々な脱脂炉を提供します。脱脂は、ポリマーバインダーを熱分解させます。バインダーを使用することで、粉末粒子間の凝集力を確保し、部品の形状を維持することができます。このプロセスは金属やセラミック部品の焼結前によく使用されます。

熱脱脂は、灰化炉で効率的に行うことができる。脱脂も灰化も、材料の除去を伴うプロセスである。脱脂ではバインダーが炉室から除去されます。

保護ガス雰囲気下での脱脂は、バインダーを効果的に除去し、部品の酸化を防ぎ、脱脂炉内の環境を安全に管理するために不可欠です。炉のサイクル中、ガスは常に流れてバインダーを除去します。カーボライト・ゲロは、レスト脱脂用にHTKとHTBL炉オプションを提供します。管状炉の場合、R&Dには低いバインダー含有量(< 1グラム)が許容されることに注意することが重要です。

触媒脱脂は、ポリオキシメチレン(POM)を含有する部品の脱脂に厳しい要求があります。EBO脱脂炉は、グリーン部品からバインダーを効率的に除去するための理想的なソリューションです。

脱脂炉の安全オプション

脱脂工程では、有害な揮発性物質が発生する可能性がある。リスクを低減するための予防措置を講じる必要があります。カーボライト・ゲロ 脱脂炉には、生産プロセスを最適化する様々なオプションがあります。

アフターバーナー

アフターバーナー(左)は、除去工程で発生した揮発性物質をNOx、CO2、H2Oに酸化するために使用される。これにより、すべての揮発性物質がより安全な分子に変換され、環境に放出される。水素、アンモニア、エタンなど沸点が20℃以下のものも含め、すべての揮発性物質を燃焼する;
 

凝縮水トラップ

凝縮トラップ(右)は、20℃以上の化合物をすべて凝縮させるために使用される。沸点が20℃より低い揮発分はすべて通過させる。

 

触媒コンバーター

触媒コンバーター(左)は、貴金属をドープした加熱セラミック部品である。酸化剤には高い表面積があり、有機成分やCO、NOなどのガスの酸化をサポートする。アフターバーナーに比べ、触媒コンバーターははるかに低い温度で作動する。この触媒コンバーターは、AAF 3 & 7およびAAF 18 & 32と互換性があります。
 

ヒーターバンド付きガスアウトレット

加熱されたガス排出口(右)は、排出口での凝縮物の発生を防ぐために使用される。

プロセス上必要な場合、またはお客様の推奨により、アフターバーナーと凝縮水トラップを組み合わせることができます。高温技術のエキスパートである当社は、適切な脱脂炉と安全装置をご案内できるよう、複数のソリューションを取り揃えています。お客様の用途ニーズに適したソリューションに関するお問い合わせは、当社までご連絡ください。

脱脂炉 アプリケーションノート

熱脱脂

脱脂炉内のガス流により、バインダーの熱分解と蒸発が起こります。

不十分な温度分布と不均一なバインダー除去は、サンプル内のクラックや他の欠陥の形成につながる可能性があります。

脱脂の温度範囲は以下の通りです:

  • 低温除去:室温~200°C - 溶媒除去用
  • 高温除去:
  • 高温除去:200°C~600°C - 高沸点の揮発性物質用
  • バックボーン・バインダー除去:≥600°C
。 試料をさまざまな沸点で滞留させる多段階の脱脂プロセスを採用することで、化合物の完全な除去が可能になります。加熱が速すぎると膨張率が上昇し、サンプルやアフターバーナーを損傷する可能性があります。その結果、有機化合物のNOx、CO2、H2Oへの変換が妨げられる可能性があります。トラップされたガスや不完全な除去プロセスを避けることは重要であり、これらは欠陥や望ましくない微細構造につながるからである。

活性炭顆粒は、空気や水の浄化、カフェイン除去、金や金属の抽出、下水処理など様々なプロセスに使用されています。

熱重量分析(TGA:Thermogravimetric Analysis)



熱分解の進行を追跡し、最適化するためには、熱重量分析(TGA)技術が推奨されます。

反応物の質量の減少は、出力生成物の増加に伴ってしばしば見られます。

この変化は、熱サイクル中のリアルタイムの質量損失を監視することによって記録することができます。

TGAは最大5g:熱分析プロセス用熱分析計 - ELTRA


触媒脱脂

この工程では、主バインダーが酸の蒸気で直接攻撃される。この材料は、触媒として作用する酸と反応することで、より小さな分子に変化し、その後に除去することができます。触媒脱脂は、純粋な熱プロセスよりも早くバインダーを除去します。この方法は、ガス状生成物の放散にかなりの時間を要するため、成分が大きい場合や処理量が多い場合に特に有効です。

硝酸は約120℃で気化し、窒素キャリアガスとともに炉に導入されます。再循環ファンにより、酸がグリーン部品の周囲を循環し、硝酸と主バインダーであるポリオキシメチレン(POM)との相互作用が促進されます。この高分子バインダーは、酸素原子と炭素原子の連続鎖で構成されている。この高分子中の酸素原子は酸による攻撃を受けやすく、POMポリマーのホルムアルデヒドへの変換につながる。低分子量であるため、ホルムアルデヒドは蒸気の形でバインダーマトリックスから素早く除去できる。脱脂炉内のガス流はホルムアルデヒドをガス出口に導き、そこでアクティブトーチ・アフターバーナーを使って安全に燃焼させます。

脱脂の重要性

焼結には、いくつかの理由からバインダーを除去することが不可欠です:

  • 焼結中にバインダーが存在すると、構造内の欠陥密度が高くなります。
    • 焼結中にバインダーが存在すると、構造内の欠陥密度が高くなります。炉の温度が上昇すると、バインダーが燃焼してガスが発生します。
    • 未燃焼のバインダーは、部品が完全な密度を達成することを許しません。
    • 焼結前にバインダーを除去しないと、部品の機械的特性が悪化する可能性があります。
    • 脱脂と焼結の後にバインダーが残っていると、部品の他の成分と反応し、部品の融点やその他の一般的な特性の低下につながります

     

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カーボライト・ゲロは、標準製品であれ、完全にカスタマイズされたソリューションであれ、長年にわたり何千もの乾燥ソリューションを製造し、世界中のプロジェクトを実現してきました。
お客様の用途ニーズに最適なソリューションを見つけるため、製品スペシャリストにご相談ください!
 

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脱脂炉 - FAQ

脱脂とは何か?

脱脂は、粉末冶金および積層造形において、さらなる加工工程に入る前に部品の形状を維持するための重要な工程である。結合剤の除去プロセスでは、成形部品から結合剤や添加剤を熱分解します。脱脂は粉末の圧密を可能にし、構造内の空隙やボイドを最小限に抑えます。

脱脂と熱分解の違いは何ですか?

脱脂も熱分解も熱を伴うが、この2つのプロセスは製造工程で異なる目的を果たす。脱脂には、分解または蒸発によるバインダーの除去が含まれる。脱脂工程は、完全に緻密な部品を製造する焼結の前に必要である。これに対して熱分解は、酸素がない状態で起こる熱誘起化学分解である。有機前駆体は、高温かつ不活性な環境で分解され、炭素以外の揮発物質を生成する。

どのような産業が脱脂・プロセスから利益を得ているのか?

脱脂は、コンポーネントを焼結のために準備するため、いくつかの産業で使用されています。脱脂の恩恵を受ける産業は、積層造形、金属射出成形(MIM)、セラミック射出成形(CIM)、テクニカルセラミックスの製造、自動車、航空宇宙、防衛、医療技術などである。このプロセスから生産される製品は、消費者向け製品から工業用ハードウェアまで多岐にわたる。

脱脂にはどのようなソリューションがありますか?

カーボライト・ゲロは、空気中での熱脱脂、保護雰囲気下での熱脱脂、触媒脱脂の3つの異なる脱脂ソリューションを提供します。お客様の用途に応じて、様々な炉またはオーブンオプションを提供することができます。選択する前に、部品のサイズとバインダー含有量を知ることが必要です。