Fabrication additive pour brûleurs industriels

Impression 3D ou méthodes conventionnelles : Une classification

Depuis des décennies, WS est connu dans le monde entier comme le leader incontesté de la technologie et du marché dans le domaine des brûleurs industriels pour l'industrie des processus thermiques. Pour les produits de la prochaine génération, les procédés de fabrication les plus modernes, comme la fabrication additive, sont bien entendu utilisés.

Le brûleur du futur est flexible - la fabrication additive accélère le chemin vers l'objectif.

Lorsqu'on demande ce que devrait pouvoir faire un brûleur industriel du futur, trois caractéristiques sont principalement évoquées : le brûleur devra être efficace, peu polluant et flexible (en termes de combustible).

Il devrait aujourd'hui être évident pour les nouvelles installations et les modernisations d'atteindre des rendements de combustion entre 80 et 90% ainsi que des émissions de NOx inférieures à 100 mg/Nm³. Ces deux aspects ont déjà été résolus par WS depuis plus d'une décennie et ont fait leurs preuves sur le marché. La combustion de Hydrogène est considérée comme largement maîtrisée et est possible avec presque tous les brûleurs WS à 100% si la conception du four remplit certaines conditions marginales.

Les tâches futures consistent à se préparer aux changements de combustibles. Celui qui souhaite brûler du gaz naturel, de l'hydrogène et même de l'ammoniac doit en tenir compte dès aujourd'hui lors de la conception du système de chauffage ou du design global du four. Dans le domaine de l'ammoniac en particulier, la technique de combustion nécessite encore de nombreuses recherches.

Fabrication additive

La fabrication additive fait partie intégrante du programme de WS depuis des années, notamment pour raccourcir les cycles de développement et mettre les innovations encore plus rapidement sur le marché. Alors qu'au début, l'accent était mis sur la fabrication de modèles pour les salons professionnels et la simplification du travail de vente, l'impression 3D de matériaux métalliques est également au centre des préoccupations depuis longtemps.

Justement, dans le but de Recherche et développement la fabrication additive est parfaitement adaptée. Sans attendre les modèles en fonte ou les prestataires de services externes, il est souvent possible de réaliser de nouveaux développements du jour au lendemain et de les tester immédiatement. Un aspect qui n'est pas sans importance pour notre développeur senior, âgé de 95 ans. Dr. J. A. Wünning est particulièrement important.

Dans la phase de conception, l'objectif reste néanmoins de développer de nouveaux produits de manière à ce qu'ils puissent également être fabriqués avec des procédés de fabrication classiques. Ce n'est que lorsque les caractéristiques techniques souhaitées ne peuvent plus être obtenues à l'aide des procédés de moulage traditionnels que l'on doit envisager des designs qui peuvent être fabriqués exclusivement par fabrication additive.

Malgré l'euphorie, il faut souligner que l'impression 3D n'est pas une valeur en soi. Il s'agit d'un procédé de fabrication relativement nouveau et coûteux, qui doit faire ses preuves aux côtés de procédés connus depuis longtemps, comme la fonderie ou les constructions soudées classiques. Tous les procédés ont des forces et des faiblesses spécifiques et sont plus ou moins évolutifs. Ce qui compte, c'est de choisir le bon procédé pour la bonne application.

Les pièces de brûleur en point de mire de l'impression 3D métallique

Jusqu'à il y a quelques années, la recherche du meilleur échangeur de chaleur semblait être le principal objectif de développement dans la construction de brûleurs industriels. De même, il est relativement trivial de construire un échangeur de chaleur très efficace. Mais si l'on veut fabriquer un échangeur de chaleur très efficace à un coût adapté à l'application, la tâche devient déjà plus difficile. Si le produit doit en plus répondre aux conditions d'utilisation exigeantes de la technique des processus thermiques, il faut faire quelques efforts pour obtenir un produit global cohérent.

Les échangeurs de chaleur fabriqués par l'imprimante 3D permettent certes d'obtenir des structures compactes et complexes qui assurent un bon échange thermique. D'autre part, les coûts de fabrication sont encore très élevés et ne sont pas concurrentiels par rapport aux procédés de fabrication classiques, surtout pour les pièces volumétriques de grande taille. A cela s'ajoutent des problèmes de nettoyage des structures tridimensionnelles complexes ainsi qu'une réparabilité souvent insuffisante en cas de dommage.

Si l'on considère maintenant que WS travaille depuis bien plus de 15 ans avec le Récupérateur de courant de fission et Brûleurs à régénération En atteignant des taux de préchauffage de l'air déjà très proches de la limite physique, il est clair que la tâche d'optimisation des échangeurs de chaleur pour les brûleurs industriels a déjà été suffisamment résolue depuis longtemps. La fabrication additive intervient donc ici surtout si les coûts devaient chuter de manière inattendue.

Il en va autrement pour d'autres composants des brûleurs industriels soumis à de fortes contraintes thermiques. Des géométries inédites et jusqu'ici difficilement réalisables dans la zone de la bouche du brûleur permettent d'améliorer encore les propriétés techniques du produit final. Ces améliorations visent souvent à permettre une utilisation flexible du combustible ou à réduire les émissions. Les pièces volumétriques de petite taille correspondantes peuvent déjà être fabriquées en petite série de manière compétitive par impression 3D.

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