Kammerofen mit metallischer Isolierung - HTK
Die metallische HTK-Reihe der Hochtemperaturöfen von Carbolite Gero besteht aus Metallheizern aus Molybdän oder Wolfram.
Die aus Metall gefertigte HTK-Serie ist in vier verschiedenen Größen erhältlich. Die kleineren HTKs mit einem Fassungsvermögen von 8 und 25 Litern werden in der Regel in Labors für Forschung und Entwicklung eingesetzt. Die größeren 80- und 120-Liter-Öfen werden meist als Pilotanlagen oder für die Serienproduktion eingesetzt. Diese Öfen sind mit einer Fronttür ausgestattet, die ein Einfaches Be- und Entladen ermöglicht.
Die metallischen Öfen werden aus Wolfram (HTK W) oder Molybdän (HTK MO) hergestellt, wodurch die höchstmögliche Reinheit der Schutzgasatmosphäre und des Endvakuums erreicht wird. Auf Anfrage ist ein Hochvakuum-Upgrade erhältlich. Zu den am häufigsten verwendeten Gasen gehören Stickstoff, Argon, Wasserstoff und deren Mischungen.
Die Heizelemente und Isolierungen der HTK-Serie bestehen entweder aus Wolfram (HTK W) oder Molybdän (HTK MO). Eine Retorte kann zur Führung des Gasstroms eingesetzt werden, insbesondere für Entbinderungsanwendungen oder zur Verbesserung der Temperaturgleichmäßigkeit. Die Höchsttemperatur des HTK W beträgt 2200 °C, die des HTK MO 1600 °C.
Produktvideo: Kammerofen mit metallischer Isolierung - HTK
kohlenstofffreie Atmosphäre, Metall spritzgießen (MIM), Metallisieren, Sintern, thermale Entbinderung, Pyrolyse, Synthese, Glühen, Temperierung
| Ofentyp | Nutzbares Volumen | Maximaltemperatur | Anzahl der Heizzonen | Entbinderungsoption | HTK 8 MO/W | 8 | 1600 °C / 2200 °C | 1 | Fackel / Kondensatfalle | HTK 25 MO/W | 25 | 1600 °C / 2200 °C | 1 | Fackel / Kondensatfalle |
| HTK 80 MO | 80 | 1600 °C | 4 | Fackel / Kondensatfalle |
| HTK 120 MO | 120 | 1450 °C | 4 | Fackel / Kondensatfalle |
Erforderliche Infrastruktur
Nutzbares Volumen in der Retorte H x W x D [mm]
Anzahl der Platten*
Plattenfläche [cm²]
Abbildung der Beladungsgestelle
160 x 180 x 180
3
225
240 x 240 x 400
3
860
380 x 410 x 500
40
930
380 x 400 x 770
60
930
* Die angezeigten Werte beziehen sich auf eine typische Retortenanordnung. Die spezifische Anordnung kann an die Anforderungen des Kunden angepasst werden.
Das HTK-MIM-3-Ofenprogramm ermöglicht das Entbindern und Sintern von MIM-Komponenten in zwei Stufen. Der Fortschritt des Programms wird im folgenden Diagramm angezeigt und wichtige Parameter wie Druck, Gasfluss und Gastype werden aufgezeichnet. Die Entbinderungsstufe verwendet Partialdruck und einen hohen Stickstoffgasfluss, während die Sinterstufe auf Temperaturgleichmäßigkeit fokussiert, um so zu einer gleichbleibenden Dichte der MIM-Teile führt.
HTK 8 – 80 Aufbau:
Beispielhafter Querschnitt eines HTK 8 Molybdän
HTK 120 Heizkassette besteht aus:
Heizkasette des HTK 120, CAD-Zeichnung. Das Design ermöglicht eine einfache Wartung und lange Lebensdauer.
Die Fackel gewährleistet eine kontrollierte Umwandlung von brennbaren oder giftigen Gasen in nicht brennbare Gase.
Die Kondensatfalle hat den Zweck, Binder effizient aus dem Ofen zu entfernen. Dabei wird die Falle gekühlt, um den Binder zu kondensieren, und anschließend wieder erwärmt, um den flüssigen Binder abzulassen.
Ein eigenständiger Sicherheitsspültank sorgt für umfassende Sicherheit bei Wasserstoffanwendungen. Der Ofen kann nur gestartet werden, wenn der Tank vollständig gefüllt ist. Bei schwerwiegenden Fehlern wie z.B. ein Stromausfall, wird der Ofen mit Stickstoff geflutet. Die Größe des Tanks hängt vom Volumen des Ofens ab.
Beheizter Gasauslass und Vakuumstrecke des HTK 120
Eigenständiger Sicherheitsspültank
Mit dem Hochvakuum-Upgrade liegt die Leckrate unter 10-3 mbar*l/s. Die Leckrate wird durch Evakuierung des Ofens, Schließen aller Ventile und Messung des Druckanstiegs über die Zeit bestimmt. Die Desorption von Wassermolekülen von der Metalloberfläche dauert etwa 20 Stunden und führt zu einem schnelleren Druckanstieg, der durch die blaue Linie dargestellt wird.
Die Tests wurden unter kontrollierten Laborbedingungen durchgeführt. Die Ergebnisse können aufgrund unterschiedlicher Umgebungs- und Prozessbedingungen abweichen, wie z.B. Gasfluss, Vakuumlevel, Gewicht/Dichte/Form/Zusammensetzung der Probe usw.
Die Tests wurden unter kontrollierten Laborbedingungen durchgeführt. Die Ergebnisse können aufgrund unterschiedlicher Umgebungs- und Prozessbedingungen abweichen, wie z.B. Gasfluss, Vakuumlevel, Gewicht/Dichte/Form/Zusammensetzung der Probe usw.
Querschnitt eines HTK 8 mit Hochvakuum Applikation. Die Turbopumpe ist mindestens über eine DN100 Flansch verbunden.
Hochvakuum-Upgrade
Schematische Zeichnung einer Turbopumpe
Der Ofen wird über einen 12" oder 19" Touchscreen-Controller bedient. Dieser bietet eine Übersicht über den Ofen und sein Verhalten und ermöglicht es dem Benutzer, Anpassungen am Ofen vorzunehmen.
| Bildschirmgröße | 12" |
| Anzahl speicherbarer Programme | 12 |
| Export Dateiformat | .csv |
| Remotezugriff | ja |
| Tastatur | nein |
| Fernwartung | nein |
| Echtzeit Änderungen möglich | nein |
| Massendurchflussmesser | ja |
| Rotameter (Durchflussmesser) | ja |
| Beheizter Gasauslass | ja |
| Turbopumpe | ja |
| Wasserstoff | nein |
| Partialdruck | nein |
| Schiebe-TC | ja |
| Bildschirmgröße | 19" |
| Anzahl speicherbarer Programme | 20 |
| Export Dateiformat | .csv |
| Remotezugriff | Mit Siemens Software |
| Tastatur | optional |
| Fernwartung | optional |
| Echtzeit Änderungen möglich | ja |
| Massendurchflussmesser | ja |
| Rotameter (Durchflussmesser) | nein |
| Beheizter Gasauslass | ja |
| Turbopumpe | ja |
| Wasserstoff | ja |
| Partialdruck | ja |
| Schiebe-TC | ja |
Der Vorteil des Kammerofen-Designs liegt darin, dass er aufgrund des Frontladekonzepts leicht zu Be- und Entladen ist. Kleinere Öfen können manuell beladen werden, während größere Einheiten mit einem manuellen Gabelstapler geladen werden können. Das rechteckige Design der wassergekühlten Vakuumgefäße ermöglicht eine äußerst kompakte Bauweise. Dadurch benötigen die Einheiten nicht viel Platz in der Werkstatt und eignen sich perfekt für Labore. Alle HTK-Typ-Öfen sind auf einem einzigen Rahmen montiert und können problemlos weltweit an Kunden geliefert werden. Für größere Ofenvolumina ist das Gefäß jedoch zylindrisch ausgeführt, wie beim HTK 120.
Das hängt vom Prozess ab. Einige Materialien wie Edelstahl, 316L, Titan usw. können nicht in einem Graphitofen wärmebehandelt werden, insbesondere wenn die Leistung des Teils wichtig ist. In solchen Fällen werden metallische Öfen empfohlen, aufgrund ihrer hochreinen Atmosphären sowie der Fähigkeit zur Wasserstoff- und Hochvakuumbehandlung.
In einem Graphitofen würde Wasserstoff mit den Graphit-Heizelementen und der Isolierung oberhalb von 1000 °C reagieren. Je höher die Temperatur, desto schneller verschleißen die Grafitteile, was zu Kohlenwasserstoffen führt und Reaktionen mit der Probe verursacht. In einem metallischen Ofen ist die resultierende Atmosphäre rein.
Je geringer die Vielfalt der Materialien innerhalb der Ofenkammer ist, desto geringer ist die Kreuzkontamination im Ofen. Dies führt zu einer reineren Atmosphäre im Ofen. Darüber hinaus ist das Arbeitsvakuum aufgrund der hohen Siedepunkte und des niedrigen Dampfdrucks der genannten Metalle besser. Das Design des Carbolite Gero Vakuumofens besteht aus mehreren Schichten von Strahlungsschilden, um einen sehr geringen Energieverbrauch zu gewährleisten. Diese Schichten wirken wie ein "Spiegel", der die thermische Strahlung reflektiert und somit den Ofen isoliert. Die verbleibende Wärme wird durch Kühlwasser um das Vakuumgefäß abgeführt.
Carbolite Gero ermöglicht einstellbare Druckniveaus zwischen 10 und 1000 mbar. Mit variablem Druck kann der Kunde die Gasdichte und somit die Reynolds-Zahl nach Bedarf einstellen. Dies gewährleistet einen positiven Gasfluss bei reduziertem Druck, wodurch der Binder bei niedrigeren Temperaturen verdampft wird. Dies ist für viele Anwendungen von Vorteil. Die Handhabung von Wasserstoffteildruck erfordert jedoch viel Fachkenntnis, um die Sicherheit zu gewährleisten. Wir verwenden spezielle Software- und Hardwarelösungen, um unter diesen Bedingungen volle Sicherheit zu gewährleisten
Technische Änderungen und Irrtümer vorbehalten
