Studio di un caso Reattori ad alta pressione smaltati per l'industria dei processi

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1 Studio di un caso Reattori ad alta pressione smaltati per l'industria dei processi Potenziale della stampa 3D nella costruzione di impianti e apparecchi Produzione additiva per l'ingegneria di processo presso la THALETEC GmbH

2 PROFILO AZIENDALE THALETEC GmbH La THALETEC GmbH è la società con la più grande esperienza e la più lunga tradizione al mondo nella gestione del materiale composito acciaio/smalto. I primi sviluppi nella tecnologia dello smalto all'interno dell'azienda risalgono a ben 170 anni fa. Oggi presso la ditta THALETEC oltre 190 dipendenti producono apparecchi e prodotti smaltati per l'industria chimica e farmaceutica. La società dà molta importanza alla qualità. Tutti i prodotti sono certificati "Made in Germany", documentati conformemente alla norma DIN ISO 9001 e regolarmente testati. Anche la maggior parte dei materiali e dei componenti proviene dalla Germania. THALETEC soddisfa dunque le elevate esigenze in termini di qualità e affidabilità per i singoli prodotti. SITUAZIONE DI PARTENZA / SFIDA Reattori ad alta pressione per l'ingegneria di processo La produzione additiva, altrimenti nota anche con il nome di stampa 3D, costituisce per molti settori industriali una vera e propria rivoluzione. Un chiaro esempio dell'enorme potenziale per la costruzione di impianti e apparecchi nell'industria di processo e delle sfide esistenti per lo sviluppo futuro è rappresentato da un reattore ad alta pressione di nuova costruzione della THALETEC GmbH. I reattori ad alta pressione vengono utilizzati nell'ingegneria di processo per l'esecuzione di reazioni chimiche sotto pressioni fino a 200 bar. Ad oggi tali reattori sono realizzati per asportazione di truciolo con materiali come l'acciaio inox o l'hastelloy. Al fine di essere impiegati con prodotti chimici altamente aggressivi, i reattori ad alta pressione vengono dotati di uno strato interno in PTFE. Per essere utilizzati, i reattori ad alta pressione devono essere configurati e prodotti conformemente alla direttiva sulle attrezzature a pressione 97/23 (DGRL) e secondo un corpus normativo valido, ad es. AD In stretta collaborazione con un organismo modificato, i reattori ad alta pressione THALETEC realizzati con tecnologia additiva possono essere prodotti rispettivamente come apparecchi a pressione omologati. THALETEC dispone di una procedura verificata e comprovata che permette di certificare le apparecchiature a pressione prodotte con tecnologia additiva secondo la direttiva DGRL. Il prototipo del reattore ad alta pressione realizzato con tecnologia additiva è stato sviluppato in stretta collaborazione tra la THALETEC GmbH e lo studio ingegneristico JUREC ( Lo studio ingegneristico JUREC si è specializzato nel supportare le piccole e medie imprese a sfruttare il potenziale della produzione additiva. JUREC supporta queste imprese nello sviluppo e nella costruzione di componenti realizzati con produzione additiva, nella progettazione di impianti e nell'ingegneria dei processi chimici.

3 Realizzato su: SLM 280 TWIN Denominazione: REATTORE AD ALTA PRESSIONE SMALTATO Settore: INDUSTRIA CHIMICA

4 SOLUZIONE SLM Reattore ad alta pressione smaltato con canale di termoregolazione integrato Per questo ambito di applicazione, THALETEC ha sviluppato il prototipo di un reattore ad alta pressione smaltato (figura 1). Questa nuova soluzione è stata sviluppata con l aiuto del processo di produzione additiva basata su metalli, ovvero la fusione laser selettiva (Selective Laser Melting - SLM). L'utilizzo di questo processo produttivo permette la realizzazione di reattori ad alta pressione con un canale di termoregolazione integrato per il riscaldamento o il raffreddamento dell'interno del reattore (figura 2). Rispetto alle soluzioni tradizionali, la combinazione di smaltatura e canale di termoregolazione integrato offre una trasmissione termica nettamente migliore tra prodotto e mezzo di termoregolazione e quindi la possibilità di influenzare meglio la termodinamica del processo. Figura 1 Inoltre si garantisce un'elevata resistenza all'alta pressione nonostante lo spessore delle pareti ridotto, nonché la massima tenuta alla diffusione e un rivestimento altamente resistente dal punto di vista chimico nell'ambiente interno a contatto con il mezzo. Inoltre il peso del reattore ad alta pressione viene ridotto per una maggiore maneggevolezza nel laboratorio. Figura 2 Grazie alla procedura SLM è possibile realizzare strutture interne come canali e cavità in componenti complessi, non realizzabili con i processi di produzione tradizionali per asportazione di truciolo come la tornitura, la fresatura o l alesatura. Figura 3 Con il processo SLM il componente sviluppato e ottimizzato dal punto di vista geometrico nel sistema CAD 3D viene prima rettificato in modo digitale e poi inserito nella macchina SLM (figura 3) in cui viene costruito a strati. Il sistema di materiali utilizzato da THALETEC per la fusione laser selettiva è compatibile con la smaltatura.

5 SINTESI Reattori ad alta pressione smaltati per l'industria dei processi La società con la maggiore esperienza e tradizione nella gestione di acciaio/smalto Consulenza e supporto completi durante il processo SLM grazie alla cooperazione con JUREC Reattore ad alta pressione smaltato con canale di termoregolazione in un pezzo unico, realizzato con la procedura SLM Trasferimento del calore nettamente migliorato tra reattore e fluido termovettore Maggiore resistenza all'alta pressione nonostante lo spessore delle pareti ridotto Realizzazione di uno strato dalla tenuta alla diffusione garantita e resistente dal punto di vista chimico nell'ambiente interno a contatto con il mezzo Riduzione del peso per una migliore gestione del reattore in laboratorio

6 Informazioni su SLM Solutions SLM Solutions Group AG è un azienda leader nella fornitura di tecnologie per la produzione additiva in metallo e si occupa principalmente di sviluppo, assemblaggio e distribuzione di macchinari e sistemi integrati nel settore della fusione laser selettiva. La tecnologia SLM offre numerose opportunità nel campo della produzione additiva di componenti in metallo, agevolando di fatto le innovazioni di design, la realizzazione di geometrie complesse e la riduzione di peso dei componenti grazie all impiego di leghe leggere. Tale tecnologia permette di ottenere importanti vantaggi in termini di velocità di fabbricazione ed è indicata per la produzione in piccole serie di componenti con sottosquadri interni. I nostri prodotti vengono utilizzati in tutto il mondo da clienti operanti in diversi settori. Tra questi figurano l industria aerospaziale e automobilistica, il settore dell energia, il biomedicale, la produzione di utensili, la ricerca e lo sviluppo. I nostri clienti apprezzano in modo particolare i seguenti vantaggi derivanti dalla partnership tecnologica con SLM Solutions: Massima produttività grazie alla tecnologia multilaser brevettata Massima densità dei materiali e qualità dei componenti grazie ad un innovativo sistema di gestione del flusso di gas Sistema di gestione della polvere completamente chiuso in atmosfera di gas inerte Controllo dei processi all avanguardia grazie a diversi moduli di qualità Architettura di open software e multilingue, adattabile al cliente Design modulare ultracompatto Continuità e fiducia nei rapporti con la clientela Leader e pioniere nella tecnologia con esperienza di mercato decennale nel settore della produzione additiva in metallo GERMANIA AUSTRIA FRANCIA ITALIA USA SINGAPORE RUSSIA INDIA CINA SLM Solutions Group AG Estlandring Lübeck Germania Tel Fax SLM e SLM Solutions sono marchi registrati di SLM Solutions Group AG. SLM Solutions Group AG 406IT THALETEC