Sinterizzazione

La sinterizzazione è un particolare trattamento termico (cioè ad elevata temperatura) che trasforma un materiale polverulento in un materiale indivisibile.

La sinterizzazione può essere svolta a pressione atmosferica o a pressione elevata. Nel primo caso è preceduta da un’operazione di compattazione delle polveri.

La sinterizzazione si utilizza per produrre materiali dotati di proprietà che non avrebbero se fossero creati con altre tecniche. Ad esempio, invece di colare la materia prima (ad esempio metallo o polimero) allo stato fuso (cioè liquida) in un calco, se ne può fare una sinterizzazione, partendo da piccole particelle solide (“polveri”), che vengono saldate tra loro mediante l’aumento della temperatura.

Sinterizzazione Termica

La polvere è pressata in uno stampo dotato di forma opportunamente disegnata, spesso con l’aggiunta di leganti polimerici per tenere assieme l’oggetto una volta estratto. Il verde (ovvero il pressato crudo che esce dallo stampo) viene trasferito in un forno in grado di eseguire un ciclo di de-binding o de-waxing in cui viene eliminato il legante polimerico e poi di vera e propria sinterizzazione in cui l’oggetto riduce le sue dimensioni nell’eliminazione delle porosità. L’oggetto così ottenuto ha una forma molto simile a quella dell’oggetto definitivo. I tempi di processo e le temperature sono correlate con le dimensioni e la natura del materiale che costituisce i componenti. Tipicamente possono durare da svariati minuti a giorni per temperature comprese tra 400 e oltre 2000 °C.

Sinterizzazione termomeccanica

In questa famiglia di sinterizzazioni il riscaldamento ed il mantenimento della temperatura viene aiutato dal controllo della pressione meccanica dei sinterizzati.

Un esempio di sinterizzazione termomeccanica è la cosiddetta pressatura isostatica a caldo (o HIP, dall’inglese Hot Isostatic Pressing), eseguita in stampi opportunamente progettati per comprimere in maniera omogenea il compatto di polveri attraverso la pressione esercitata da un gas o un liquido. Il valore della pressione per tale processo si aggira tipicamente intorno a 20-50 MPa mentre i valori della temperatura si aggirano intorno a 600-2100 °C.

Sinterizzazioni elettro-termica o elettro-termo-meccanica

Quando le polveri sono riscaldate più o meno indirettamente con l’ausilio di campi elettromagnetici ed in particolare di correnti elettriche,subentrano diversi fenomeni legati al comportamento dei materiali con il campo elettromagnetico. Negli ultimi anni sono state ampio oggetto di ricerca all’estero dagli anni ’60 in avanti ed in Italia stanno prendendo sempre più piede anche grazie ai ridotti consumi energetici. Assorbono tutta l’energia richiesta dalla rete elettrica senza bruciare gas o idrocarburi per riscaldare un forno e portano la corrente efficientemente e limitatamente alla zona interessata che in genere consiste in uno stampo di grafite. Nuove tecnologie in grado di concentrare tutta l’energia elettromagnetica solo sulle polveri variano dalla sinterizzazione con laser (tecnologia statunitense detta Selective Laser Sintering o SLS) alla sinterizzazione con formazione di scintille e plasma (la giapponese Spark plasma sintering o SPS) per arrivare agli estremi delle sinterizzazioni a singolo impulso come la sinterizzazione a scarica capacitiva (ultima nata italiana Capacitor Discharge Sintering o CDS).

Fonte Wikipedia