Fornos de laboratório a vácuo

Tipos de fornos de laboratório a vácuo

Fornos de laboratório a vácuo são dispositivos especializados de alta temperatura usados para controlar fatores ambientais, como temperatura, pressão ou atmosfera, ao aquecer, secar, fundir ou sinterizar amostras. A ausência de oxigênio nos fornos de laboratório a vácuo ajuda a evitar que as amostras entrem em combustão, oxidem ou se degradem quimicamente. Os laboratórios usam diferentes tipos de fornos a vácuo, cada um projetado para atender às necessidades específicas de processamento de materiais. Alguns dos tipos comuns incluem:

• Forno de vácuo rotativo: Quando se trata de produção contínua, os fornos de vácuo rotativos são uma excelente opção. Eles usam um tambor rotativo para processar vários materiais em um único lote, mantendo um nível de vácuo constante durante todo o procedimento. Isso garante uma distribuição uniforme de calor e a ausência de oxigênio em toda a peça de trabalho, resultando em fusão, sinterização e recozimento eficazes e uniformes. Os fornos de vácuo rotativos têm tempos de ciclo rápidos, o que aumenta a produtividade, e eles manipulam uma variedade de materiais com facilidade, tornando-os perfeitos para produção em grande volume. No entanto, é crucial avaliar a qualidade do vácuo e o projeto do forno para desempenho ideal ao trabalhar com operações contínuas e modelos rotativos.
• Forno de vácuo de alta temperatura: Os fornos de vácuo de alta temperatura são oferecidos para laboratórios que buscam capacidades de super alta temperatura (acima de 1700 °C e até 3000 °C). Esses fornos podem atingir temperaturas mais altas para atender a aplicações específicas. Considere elementos como o material e o projeto dos elementos de aquecimento, sistema de controle de temperatura e confiabilidade. Os fornos de vácuo de alta temperatura permitem uma ampla gama de processamento de materiais, incluindo sinterização, brasagem e recozimento, em altas temperaturas. Eles também possuem sistemas precisos de gerenciamento de temperatura para que os parâmetros do processo sejam reprodutíveis e confiáveis. O laboratório se beneficiará mais dos fornos de vácuo de alta temperatura se seu design e especificações tecnológicas atenderem aos requisitos para aplicações de alta temperatura, respectivamente.
• Forno de vácuo de caixa: As amostras de laboratório são processadas em um forno de vácuo de caixa sob alta temperatura e sem a presença de oxigênio. O aquecimento por cartucho usado nele aquece a área de trabalho de forma homogênea. Isso garante um gerenciamento preciso da temperatura para um aquecimento eficaz e uniforme das peças de trabalho. Os fornos de vácuo de caixa têm a vantagem de ter uma câmara de forno robusta em forma de caixa que pode processar amostras de diferentes tamanhos, o que tem uma influência positiva no rendimento do material e na eficiência de custo. Além disso, a ausência de agentes oxidantes durante o tratamento ajuda a preservar as amostras, reduzindo o risco de poluição. Devido a isso, os fornos de vácuo de caixa são frequentemente usados em laboratórios para conduzir experimentos e obter resultados.
• Forno de vácuo basculante: Os fornos de vácuo basculantes possuem um mecanismo basculante para carregar e descarregar amostras. Este dispositivo oferece aprendizado simples e tem um bom rendimento de material. Além disso, a técnica de inclinação garante aquecimento uniforme e fluxo de gás na câmara do forno, para que resultados de tratamento consistentes possam ser alcançados. De acordo com os requisitos de processamento de materiais, os fornos de vácuo basculantes podem ser projetados para ter tipos distintos de elementos de aquecimento e configurações da câmara do forno. No entanto, para manutenção e para garantir o funcionamento ideal, o nível de vácuo e o projeto do mecanismo basculante devem ser levados em consideração.

Especificações e manutenção de fornos de laboratório (a vácuo)

Especificações

• Faixa de temperatura disponível: A faixa de temperatura disponível de um forno de laboratório a vácuo geralmente varia de 1400 °C a 1680 °C (cerca de 2550 °F a 3050 °F) ou até mais. O limite superior da temperatura é determinado principalmente pelos materiais usados para a construção do corpo do forno, pelos elementos de aquecimento e por certos projetos.
• Voltagem e potência: As informações sobre voltagem e potência de um forno a vácuo são cruciais para o desempenho e a segurança. A potência de um forno varia de acordo com o tamanho do equipamento, que pode variar de 1,5 a 3,3 kW para pequenos fornos de laboratório a níveis de quilowatt para fornos industriais.
• Dimensões do forno: As especificações de dimensão incluem altura, diâmetro interno e diâmetro externo; para fornos de sinterização a vácuo de laboratório, os fornos geralmente têm um diâmetro externo de 22 polegadas e suas alturas variam de 2 pés a 7 pés. O tamanho do forno a vácuo determina qual material pode ser usado com ele, qual temperatura ele pode atingir e qual é sua eficácia no resfriamento.
• Materiais do corpo do forno: O material do corpo de um forno de sinterização a vácuo influenciará sua vida útil e resistência ao calor. Materiais como aço inoxidável podem ser escolhidos para evitar corrosão em condições de alta temperatura, enquanto cerâmicas de alumina são usadas por sua capacidade de suportar altas temperaturas.

Manutenção

• Os manômetros de vácuo, tubulações de entrada e outros componentes do forno devem ser verificados para garantir que o vácuo permaneça eficaz e que não haja vazamentos ou bloqueios. Os operadores devem prestar atenção especial à limpeza da bomba de vácuo e à substituição do óleo ou até mesmo à atualização para um óleo melhor para garantir que seu desempenho permaneça ideal.
• Dispositivos inteligentes que foram usados em ambientes de alta temperatura podem acumular poeira e outras matérias estranhas na caixa de controle elétrico, o que prejudicará o funcionamento de componentes elétricos e sinais. Remova regularmente a caixa de controle elétrico do forno elétrico e limpe-a. Além disso, os componentes de conexão, como terminais, conectores e tubulações de gás, devem ser inspecionados e limpos periodicamente. Além disso, as superfícies de contato dos componentes de conexão devem ser limpas e óleo antiferrugem deve ser aplicado para garantir boa condutividade elétrica, estabilidade do sinal e estanqueidade ao vazamento de gás.
• Elementos como elementos de aquecimento e refratários de isolamento que são facilmente desgastados devem ser substituídos. Como as propriedades de condutividade térmica e resistência ao desgaste de diferentes materiais variam, os operadores devem escolher as peças de reposição certas para suas necessidades de laboratório. Ao instalar material isolante, certifique-se de que ele esteja firmemente preso e que não haja nenhuma lacuna para evitar perda de calor.

Cenários em que os fornos de laboratório a vácuo são usados

O forno de tubo de vácuo é um dos fornos de laboratório mais usados entre os compradores. Sua versatilidade significa que ele pode ser usado por muitas indústrias para várias aplicações. Nesta seção, discutiremos os cenários de uso de como diferentes indústrias e laboratórios fazem uso do forno a vácuo.

Em laboratórios de pesquisa, um forno a vácuo é usado ao realizar análises de materiais. Ao fazer a síntese de materiais, os cientistas também usam o forno. Durante o tratamento térmico de materiais, o forno a vácuo também é usado. Para experimentos e protótipos em escala de laboratório, o forno a vácuo provavelmente será usado na indústria de ciência de materiais.

Na metalurgia, o forno também é comumente usado. Laboratórios e algumas indústrias de manufatura usarão o forno a vácuo para tratamento térmico de metais e para sinterização de vários tipos de metais. O dispositivo também é frequentemente usado para homogeneização.

Indústrias de fabricação de joias e indústrias de fabricação eletrônica fazem uso dos fornos a vácuo ao realizar operações de soldagem. O dispositivo ajuda a unir diferentes tipos de materiais de forma segura e rápida nos processos de fabricação acima mencionados.

Qualquer indústria que precise realizar a desgaseificação de materiais em altas temperaturas fará uso do forno a vácuo. Essas indústrias podem incluir, mas não se limitam a, cerâmica, metalurgia de pó e indústrias odontológicas.

Nas indústrias automotiva e aeroespacial, o forno a vácuo pode ser usado durante a produção de componentes em altas temperaturas. A calibração de equipamentos que operam em temperaturas muito altas também faz uso do forno a vácuo.

Ao remover gases ou impurezas indesejáveis de metais e outros componentes materiais, o forno a vácuo serve perfeitamente ao propósito.

Como visto aqui, os cenários em que o forno de laboratório a vácuo é usado são vastos e diversos.

Como escolher fornos de laboratório a vácuo

Os compradores atacadistas que desejam investir em mais fornos de laboratório a vácuo devem levar em consideração os seguintes fatores.

• Requisitos da indústria

  Os compradores devem avaliar cuidadosamente as necessidades de forno de sua indústria. As análises em escala de laboratório normalmente usam pequenos fornos a vácuo. No entanto, os compradores comprarão modelos grandes com capacidade superior a 1.000 kg para a indústria metalúrgica. Os compradores também considerarão o tipo de materiais com os quais o forno pode trabalhar.

• Consumo de energia

  O uso de energia de um forno a vácuo e o custo de operação influenciam a escolha de equipamentos da maioria dos compradores. Ao comparar modelos, os compradores precisarão observar seu uso de energia e o impacto potencial nos custos operacionais. Os compradores também considerarão as fontes de energia disponíveis em seu local.

• Automação e controles

  Os fornos de vácuo modernos possuem sistemas automatizados avançados para controle preciso de todo o processo. Isso pode incluir controladores lógicos programáveis (CLP), interfaces de tela sensível ao toque e sistemas de monitoramento baseados em computador. O nível de automação e controle afetará diretamente a facilidade de uso de um forno e a qualidade dos resultados obtidos.

• Segurança e considerações ambientais

  Recursos de segurança como proteção contra superaquecimento, intertravamentos de sistemas de vácuo e isolamento adequado para evitar perigos de radiação são importantes. O manuseio de materiais perigosos ou o trabalho com altas temperaturas exige segurança.

  Os sistemas de gerenciamento de resíduos adequados para lidar com materiais perigosos ou emissões também são cruciais. Isso ajudará a minimizar o impacto no meio ambiente.

FAQ

P1: Como os fornos de laboratório a vácuo diferem dos fornos de laboratório padrão?

R1: Os fornos de laboratório a vácuo são especificamente projetados para operar sob vácuo ou atmosfera de baixa pressão. Ao remover gases e contaminantes do ambiente, eles produzem materiais de alta pureza e minimizam a oxidação. Os fornos de laboratório padrão normalmente usam ar ou outro gás como agente oxidante.

P2: Quais são as tendências no mercado de fornos a vácuo?

R2: Espera-se que o mercado de fornos a vácuo cresça de forma constante, impulsionado pela demanda das indústrias aeroespacial, automotiva e eletrônica por materiais de alta qualidade e duráveis. A tendência para a manufatura aditiva e a crescente necessidade de proteção ambiental em processos de processamento de materiais também estão impulsionando o mercado.

P3: Qual manutenção é necessária para fornos de laboratório a vácuo?

R3: A manutenção regular de fornos de laboratório a vácuo é crucial para garantir seu funcionamento adequado e prolongar sua vida útil. Algumas das tarefas de manutenção de rotina incluem verificar a integridade do vácuo do sistema, inspecionar e substituir elementos de vedação conforme necessário e monitorar e calibrar dispositivos e sensores de segurança periodicamente. Além disso, a limpeza da câmara do forno e a coleta de componentes de contaminantes e resíduos, bem como a lubrificação de peças móveis, também devem ser feitas regularmente.