Nel 2019, Kanthal e Swerim, un istituto svedese di ricerca sui metalli, hanno avviato una collaborazione strategica, investendo in apparecchiature di atomizzazione all'avanguardia. Questa collaborazione mira a garantire la posizione della Svezia all'avanguardia nel settore delle polveri metalliche, ampliando al contempo i confini delle applicazioni di produzione additiva (additive manufacturing, AM) e metallurgia delle polveri (powder metallurgy, PM).
Approfondire l'atomizzazione: il processo principale:
L'apparecchiatura di atomizzazione all'avanguardia installata nel 2021 trasforma il metallo fuso in polvere fine spruzzando il flusso di metallo fuso con gas inerte pressurizzato, di solito azoto o argon. A seconda della configurazione si ottiene la produzione di polveri metalliche fini o ultrafini. Kanthal ha co-finanziato questa impresa con un investimento di circa 5 milioni di corone svedesi. L'investimento comprende anche le attrezzature per la classificazione delle dimensioni delle polveri.
Saud Saleem, Senior R&D engineer, Kanthal.Saud Saleem, senior R&D engineer presso Kanthal, spiega che le apparecchiature installate presso la sede di Swerim a Stoccolma consentono a Kanthal di migliorare il proprio portafoglio di prodotti esistente e di sviluppare nuovi prodotti in modo più rapido ed economico. Questo impianto di atomizzazione da laboratorio consente inoltre a Kanthal di espandere la propria esperienza nella produzione di polveri senza compromettere l’attuale flusso di produzione.
Questa collaborazione ha portato alla creazione di un impianto di polveri su piccola scala meticolosamente progettato per scopi di ricerca.
Saleem aggiunge: "La collaborazione tra Kanthal e Swerim si estende ben oltre la produzione tradizionale. Questa collaborazione ha portato alla creazione di un impianto di polveri su piccola scala meticolosamente progettato per scopi di ricerca. Il design flessibile dell'impianto facilita transizioni rapide tra diverse leghe, consentendo di condurre esperimenti con varie proprietà della polvere. Risponde alla necessità di una struttura flessibile e versatile che accolga una sperimentazione rapida mantenendo standard di produzione efficienti e di alta qualità."
Soluzioni in polvere di nuova generazione
Queste polveri metalliche svolgono un ruolo fondamentale nello sviluppo di tecnologie sostenibili e possono contribuire a creare nuovi prodotti con un'eccezionale resistenza alla deformazione alle alte temperature, misurando la capacità di un materiale di resistere a sollecitazioni o carichi prolungati senza mostrare significative deformazioni continue. Considerata la dipendenza di molte soluzioni elettriche da prodotti a base di polvere, questo impianto ricoprirà un ruolo considerevole nel test e nello sviluppo di nuove soluzioni.
Le polveri possono essere prodotte in varie dimensioni, da grossolane a fini, utilizzando tecniche di accoppiamento ravvicinato o di caduta libera. Questa versatilità è essenziale per produrre polveri adatte a diverse applicazioni e apportare altre modifiche all'interno delle polveri, aprendo la strada ai prodotti in polvere di prossima generazione.
At the Swerim’s facility, Kanthal has access to advanced test equipment, including:
- Gas atomization equipment for metal alloys, suitable for batch sizes of 30-90 kg of steel, equipped with gas preheating and associated classification equipment.
- Hot Isostatic Press (HIP) specifications: 2,000°C, 2,000 bar, work area 130x260 mm, maximum load 25 kg.
- Additive manufacturing equipment/3D printer.
- Sintering furnaces and gas analysis (Photoacoustic spectroscopy - PAS and mass spectrometer for analysis of reduction gases).
- Image analysis equipment (dynamic).
- Particle size analysis equipment (laser diffraction).
La lunga storia di Kanthal nell'ambito della metallurgia delle polveri:
Kanthal utilizza con successo le leghe Kanthal® APM e Kanthal® APMT ferro-cromo-alluminio (FeCrAl) da alcuni decenni. Queste leghe sono state inizialmente sviluppate per supportare la crescente produzione di wafer semiconduttori. Tuttavia, nel corso del tempo, Kanthal® APM è emerso come un fattore cruciale per la trasformazione in vari settori, come quelli dell'acciaio, del vetro e dei componenti automobilistici, aiutandoli a passare dai forni basati su combustibili fossili al riscaldo industriale basato sull'elettricità. Questo cambiamento affronta la duplice priorità legata alla produttività e alla sostenibilità.
Nel 2019, Kanthal si è avventurata nei servizi di produzione additiva introducendo Kanthal® AM100, la prima lega al mondo sviluppata esplicitamente per applicazioni di riscaldo utilizzando la tecnologia di stampa 3D. Questa operazione ha segnato un momento cruciale nel settore, sbloccando nuove capacità di progettazione e produzione che in passato erano considerate irraggiungibili.
Un salto rivoluzionario nella tecnologia delle polveri metalliche:
Kanthal e Swerim ricoprono ruoli all'avanguardia nel settore della metallurgia delle polveri e lavorano continuamente per sviluppare ulteriormente questa tecnologia. Accomunati da una visione volta a realizzare progressi rivoluzionari in questo campo, era naturale che i migliori soggetti del settore collaborassero e lavorassero insieme.
Questa collaborazione contribuisce a far sì che la Svezia mantenga la sua posizione di leader mondiale nel settore delle polveri metalliche.
Pontus Sjöberg, CEO, Swerim.Pontus Sjöberg, CEO di Swerim, afferma: "L'istituto di ricerca sui metalli Swerim e Kanthal hanno creato una collaborazione fruttuosa e di lunga data per quanto riguarda la produzione e lo sviluppo delle polveri metalliche. Condividiamo una visione comune e lavoriamo per creare una catena del valore priva di fossili, dall'estrazione mineraria all'acciaio. Questa collaborazione contribuisce a far sì che la Svezia mantenga la sua posizione di leader mondiale nel settore delle polveri metalliche."
In un mondo in cui la domanda di innovazione e sostenibilità è in continua crescita, il potenziale delle polveri metalliche continua a espandersi, promettendo un futuro più luminoso ed efficiente per il settore della produzione e non solo. Come esemplificato da questa collaborazione, la sinergia tra tradizione e innovazione apre la strada a un futuro in cui le polveri metalliche svolgono un ruolo indispensabile per affrontare le sfide urgenti della società e potenziare l’innovazione su scala globale.