虽然规模较小,但金属增材制造发展迅速,并对热处理工艺提出了新的要求。 实际上,热处理在实现成品零件均匀性和一致性方面发挥着重要作用,如果增材制造要从小规模生产过渡到大规模生产,这将是必不可少的。
“如今,增材制造是一个非常手动化的工艺,在每个工艺步骤中,零件在处理站之间的运送是靠人力进行的,”Kanthal 研发和技术主管 Dilip Chandrasekaran 说。 “随着行业的发展,我们将在未来看到更多自动化的工艺,3D 打印机会将零件送入后处理工序。 将需要顺畅、流水线式的工艺,并且加热需要执行不同的工艺。”
随着制造的零件变得越来越小和越来越复杂,需要专门为增材制造行业开发和定制新型熔炉。
Smaller and more intricate parts will require new types of furnaces.“这将需要能够去除粘合剂、烧结产品并提供冷却的熔炉,”Chandrasekaran 补充道。 “但增材制造技术发展的很快,很难进行预测。”
转变为电加热
除了增材制造之外,许多重工业的制造商越来越多地考虑实现热处理工艺的电气化。 许多公司已经在用电取代燃气加热器,这不仅消除了排放,而且提供了更好的控制和可预测性。
“提高可持续性、循环利用率、自动化和数字化的推动力都在影响其他行业,因此它们也会影响热处理,”Chandrasekaran 说。 “汽车、钢铁、铝和石化等重工业都是 CO2 的排放大户,进行变革的动力特别强。”
在电力便宜且容易获得的市场中,变革速度最快。 这一趋势在北欧很明显,但在天然气价格较低的美国则不明显,因此潜在的成本节省虽然仍有可能影响变革,但作用并不那么明显。
在许多地方,电力供需的不确定性也将阻碍转型。 但总的来说,随着更严格的政府立法的出台,通过增加费用和税收,排放 CO2 的成本将变得更高,这将加速电气化进程。
“使热处理无碳化的第一步是安装电加热器,这在如今已经可以做到,”Dilip 说。 “下一步是使用无化石能源的电力。 之后您就基本上从工艺中消除了所有排放。”
加热设备制造商面临的挑战将是升级他们的解决方案。 目前,在增材制造等大型装置中,电加热器可以替代燃气加热器和燃气燃烧器。 但要完成钢铁和石化等更大行业的转型,需要更高功率的加热器。
事半功倍
在热处理技术方面,灵活性是另一个不断增长的需求,预计在未来十年内,设备将在同一工艺中执行多项任务。
“我们需要在同一设备中结合更多功能,而不是将淬火和退火等步骤和工艺分开,”Chandrasekaran 解释说。 “这将减少生产步骤,从而降低成本。”