Fabricación aditiva para quemadores industriales

Impresión 3D o procesos convencionales: Una clasificación

WS es reconocida mundialmente desde hace décadas como líder tecnológico y de mercado indiscutible en el campo de la tecnología de quemadores industriales para la industria del termoprocesamiento. Para los productos de nueva generación, también se utilizan, por supuesto, los procesos de fabricación más avanzados, como la fabricación aditiva.

El quemador del futuro es flexible: la fabricación aditiva acelera el camino hacia la meta.

Cuando la gente se pregunta qué debe ser capaz de hacer un quemador industrial del futuro, aparecen sobre todo tres propiedades: el quemador del futuro debe ser eficiente, de bajas emisiones y (combustible) flexible.

Hoy en día, debería ser una cuestión de rutina que los nuevos sistemas y las modernizaciones alcanzaran eficiencias de combustión de entre 80 y 90% y emisiones de NOx inferiores a 100 mg/Nm³. Estos dos aspectos ya están resueltos en WS desde hace más de una década y han demostrado su eficacia en el mercado. La combustión de Hidrógeno se considera ampliamente dominado y es posible con casi todos los quemadores WS hasta 100% si el diseño del horno cumple determinadas condiciones límite.

Las tareas del futuro consisten en prepararse para el cambio de combustibles. Quien quiera quemar gas natural, hidrógeno e incluso amoniaco de forma flexible, ya debe tenerlo en cuenta hoy a la hora de diseñar el sistema de calefacción o el diseño completo del horno. Todavía queda mucho por investigar en la tecnología de la combustión, especialmente en el campo del amoníaco.

Fabricación aditiva

La fabricación aditiva forma parte del programa de WS desde hace años, sobre todo para acortar los ciclos de desarrollo y comercializar las innovaciones con mayor rapidez. Aunque al principio se centró en la fabricación de modelos para las presentaciones profesionales en ferias y la simplificación del trabajo de ventas, la impresión 3D de materiales metálicos se ha convertido desde hace tiempo en un punto central.

Especialmente para Investigación y desarrollo La fabricación aditiva es ideal para ello. A menudo, los nuevos desarrollos pueden realizarse de la noche a la mañana y probarse de inmediato sin tener que esperar a modelos de fundición ni a proveedores de servicios externos. Este es un aspecto que nuestro desarrollador senior de 95 años Dr. J. A. Wünning es especialmente importante.

En la fase de concepción, sin embargo, el objetivo sigue siendo desarrollar nuevos productos de forma que puedan seguir fabricándose con métodos de producción tradicionales. Solo cuando las propiedades técnicas deseadas ya no puedan conseguirse con los procesos de moldeo tradicionales, se considerarán los diseños que solo puedan fabricarse mediante fabricación aditiva.

A pesar de toda la euforia, hay que subrayar que la impresión 3D no es un valor en sí misma. Se trata de un proceso de fabricación relativamente nuevo y costoso que tiene que demostrar su valía junto a procesos arraigados como la fundición o las construcciones soldadas clásicas. Todos los procesos tienen puntos fuertes y débiles específicos y son escalables en distintos grados. Lo importante es elegir el proceso adecuado para cada aplicación.

Piezas de antorcha en el punto de mira de la impresión 3D metálica

Hasta hace unos años, la búsqueda del mejor intercambiador de calor parecía ser el principal objetivo de desarrollo en la construcción de quemadores industriales. Al mismo tiempo, era relativamente trivial construir un intercambiador de calor muy eficiente. Sin embargo, si se quiere fabricar un intercambiador de calor muy eficiente a un coste adecuado a la aplicación, la tarea se complica. Si, además, el producto debe cumplir las exigentes condiciones de funcionamiento de la tecnología de procesos térmicos, se requiere un cierto esfuerzo para lograr un producto global coherente.

Por un lado, los intercambiadores de calor de la impresora 3D permiten estructuras compactas de gran complejidad que posibilitan un buen intercambio de calor. Por otro lado, los costes de fabricación siguen siendo muy elevados en la actualidad y no serán competitivos con los procesos de fabricación convencionales en un futuro previsible, especialmente en el caso de piezas volumétricamente grandes. Además, hay problemas con la limpieza de estructuras tridimensionales complejas y la reparabilidad, a menudo inadecuada, en caso de daños.

Si ahora tenemos en cuenta que WS lleva más de 15 años trabajando con el Recuperador de corriente de fisión y Quemadores regenerativos tasas de precalentamiento del aire que ya están muy cerca del límite físico, queda claro que la tarea de optimizar los intercambiadores de calor para quemadores industriales ya se resolvió adecuadamente hace mucho tiempo. Por tanto, la fabricación aditiva entra en juego aquí sobre todo si los costes caen de forma inesperada.

La situación es diferente con otros componentes de los quemadores industriales sometidos a grandes esfuerzos térmicos. Las geometrías innovadoras en la zona de la boca del quemador, que antes eran casi imposibles de fabricar, permiten mejorar aún más las propiedades técnicas del producto final. A menudo, estas mejoras están especialmente orientadas a permitir una utilización flexible del combustible o a lograr emisiones más bajas. Los correspondientes componentes volumétricamente pequeños ya pueden fabricarse de forma competitiva en pequeñas series mediante impresión 3D.

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