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Risoluzione dei problemi delle parti stampate in Alumina 4N Resin

Risoluzione dei problemi delle parti stampate in Alumina 4N Resin

L'Alumina 4N Resin è un materiale in ceramica tecnica ad alte densità e purezza, resistente al calore e all'abrasione, duro, meccanicamente robusto e chimicamente inerte, per prestazioni eccezionali negli ambienti più estremi. Convenzionalmente viene prodotta per pressatura o per stampaggio a iniezione della ceramica, entrambi metodi che richiedono costose attrezzature per la produzione delle parti.

A volte le stampe non vengono realizzate come previsto. Confronta i sintomi di problemi comuni con le parti stampate in Alumina 4N Resin per individuare la fonte del problema e trovare una soluzione.

Problemi durante la stampa

Sedimentazione del particolato nel serbatoio o nella cartuccia della resina

L'Alumina 4N Resin contiene particelle di allumina sospese nella resina liquida. Come per altre resine di Formlabs con particelle in sospensione, nel tempo l'allumina può depositarsi, se il serbatoio resina o la cartuccia di resina rimangono inutilizzati per un periodo di tempo prolungato.

Per evitare che il particolato si depositi nel serbatoio o nella cartuccia:

  • agita la cartuccia di resina per due minuti prima di stampare. Premi la valvola della cartuccia, tenendola aperta, indossando i guanti per garantire che la resina riesca a fluire liberamente.
  • Agita la resina nel serbatoio resina con uno strumento non tagliente, come lo strumento del serbatoio della Form 3, per ridisperdere le particelle di allumina.
  • Refrigera o congela la cartuccia e il serbatoio resina quando non sono in uso per evitare che la resina si depositi durante la conservazione.

Parti che non aderiscono alla piattaforma di stampa

La non aderenza descrive un errore di stampa in cui le stampe sono parzialmente o completamente staccate dalla piattaforma di stampa. Ciò si verifica quando gli strati iniziali di una stampa non aderiscono alla piattaforma di stampa. Nei casi in cui si verifica un'inaderenza completa, la parte stampata è del tutto assente dalla piattaforma di stampa e sul fondo del serbatoio resina vi è un'area piana di resina polimerizzata.

Per risolvere i problemi di mancata aderenza durante la stampa con l'Alumina 4N Resin:

  1. calibra l'asse Z della stampante.
  2. Regola l'asse Z della stampante, se necessario.
  3. Stampa un singolo strato da 50 micron (0,050 mm) con qualsiasi resina disponibile. Formlabs consiglia di utilizzare una resina standard per questo test.
  4. Elimina la resina liquida dallo strato stampato e dalla piattaforma di stampa.
  5. Misura lo spessore dello strato stampato con un micrometro o un altro strumento simile. Prendi nota dello spessore minimo misurato.
  6. Calcola la regolazione dell'asse Z necessaria sottraendo 100 micron dallo spessore minimo misurato dello strato stampato.
    • Sull'interfaccia touchscreen della stampante, tocca Settings (Impostazioni) > Maintenance (Manutenzione) > Calibration (Calibrazione) > Z Axis Fine Tuning (Regolazione asse Z). Comparirà la schermata Z Axis Fine Tuning (Regolazione dell'asse Z).
    • Tocca il pulsante - sopra Z Offset per abbassare la posizione predefinita della piattaforma di stampa della quantità calcolata in precedenza.

Nota:

È normale che il primo strato stampato sulle stampanti LFS di Formlabs sia notevolmente più spesso dei 50 micron nominali.

Se i problemi di aderenza persistono, carteggia la superficie della piattaforma di stampa con una carta vetrata a grana media o fine prima di stampare. Una superficie più ruvida aiuta le parti stampate con l'Alumina 4N Resin ad aderire alla piattaforma di stampa.

Stampe non riuscite dopo gli strati iniziali (solo Form 3)

A volte le parti possono aderire alla piattaforma di stampa, ma la stampa non va a buon fine dopo la stampa dei primi strati. Il più delle volte ciò è dovuto a un'errata calibrazione dell'asse Z o a un problema con il miscelatore del serbatoio resina.

Per evitare che le parti si rompano dopo la stampa degli strati iniziali, calibra l'asse Z della stampante.

Se quando si verifica l'errore di stampa il miscelatore non è completamente inserito nel contenitore del miscelatore a lato del serbatoio della resina, rimuovi il miscelatore dal serbatoio. Piega leggermente verso l'esterno i bracci del miscelatore. Orienta il miscelatore in modo che i bracci siano rivolti verso l'alto e verso il contenitore del miscelatore sul lato sinistro del serbatoio. I magneti nel miscelatore devono essere rivolti verso il basso. Fai scorrere il miscelatore a sinistra, nel contenitore del miscelatore, fino a quando i bracci flessibili su ciascuna estremità si agganceranno con uno scatto.

Parti che si staccano dai supporti

Le parti che aderiscono correttamente alla piattaforma di stampa possono anche cedere cadendo dai loro supporti in un secondo momento durante la stampa. Ciò può essere causato da supporti insufficienti, dalla geometria della parte o dall'età della resina.
Parte stampata in Alumina 4N Resin che si è staccata dai supporti

Per evitare che le parti cadano dai supporti durante la stampa:

  • Aggiungi manualmente i supporti in PreForm, se necessario.
  • Assicurati che i punti di contatto siano della misura corretta. Formlabs raccomanda una dimensione dei punti di contatto di 0,4-0,8 mm. Sono preferibili punti di contatto da 0,5 mm. I punti di contatto più grandi in genere supportano meglio la parte, ma lasciano segni o protuberanze più grandi durante la post-elaborazione.
  • Orienta le parti in modo che la stampa non inizi dagli spigoli vivi. Quando si stampa con l'Alumina 4N Resin, in genere si raccomanda di orientare le parti parallelamente alla piattaforma di stampa, a differenza della maggior parte delle resine Formlabs. Se la parte deve essere stampata ad angolo, filetta il bordo inferiore per creare più superficie per i punti di contatto del supporto.
  • Orienta le parti per evitare l'effetto ventosa. Per ulteriori raccomandazioni, consulta la guida alla progettazione dell'Alumina 4N.
  • Con il passare del tempo, le prestazioni dell'Alumina 4N Resin relativamente ai dettagli, compresi i punti di contatto più piccoli, peggiorano. Se la resina ha più di tre mesi, è opportuno considerare l'utilizzo di punti di contatto più grandi per le stampe. Refrigera la cartuccia di resina e il serbatoio resina tra un utilizzo e l'altro per prolungarne la durata.

Rottura delle parti durante la stampa

Le parti possono rompersi anche durante la stampa, anche se non si staccano dai supporti. Ciò può essere dovuto a supporti insufficienti, alla geometria della parte o alle collisioni tra il miscelatore e la parte.

Per evitare che le parti si rompano durante la stampa:

  • Aggiungi manualmente i supporti in PreForm, se necessario.
  • Orienta le parti in modo da evitare la formazione di cavità a tazza. Per ulteriori raccomandazioni, consulta la guida alla progettazione dell'Alumina 4N Resin.
  • Orienta le parti in modo da evitare brusche variazioni di massa o di sezione trasversale tra gli strati.
  • Controlla il disaccoppiamento del miscelatore durante le stampe.
La geometria della parte non si risolve

I dettagli particolarmente piccoli delle parti potrebbero non essere stampati correttamente, soprattutto con il passare del tempo.

Se i dettagli precisi non vengono risolti:

  • Assicurati che la parte sia conforme alle raccomandazioni della guida alla progettazione. I dettagli troppo piccoli potrebbero non essere stampati, anche se la resina è nuova.
  • Con il passare del tempo, le prestazioni dell'Alumina 4N Resin relativamente ai dettagli peggiorano. Refrigera la cartuccia di resina e il serbatoio resina tra un utilizzo e l'altro per prolungarne la durata fino a 12 mesi.

Disaccoppiamento del miscelatore (generazione Form 3)

In vari momenti prima e durante la stampa, le stampanti LFS di Formlabs spostano il miscelatore tra il serbatoio resina e la piattaforma di stampa per verificare la presenza di eventuali ostruzioni e miscelare la resina. I magneti nell'alloggiamento LPU si accoppiano ai magneti corrispondenti nel miscelatore, che viene trascinato mentre l'LPU si muove. Il miscelatore è destinato a staccarsi dall'alloggiamento LPU se incontra una stampa precedente fallita o un altro blocco. Spesso è accompagnato dal messaggio di errore Mixer Check Failure (Controllo miscelatore non riuscito).
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Per risolvere i problemi di disaccoppiamento del miscelatore:

  • Rimuovi la resina polimerizzata dal serbatoio resina e filtra la resina nel serbatoio.
  • Se il miscelatore non riesce a posizionarsi nell'apposito contenitore, è possibile che i bracci alle estremità del miscelatore siano troppo larghi. Rimuovi il miscelatore dal serbatoio. Piega leggermente verso l'interno i bracci del miscelatore. Orienta il miscelatore in modo che i bracci siano rivolti verso l'alto e verso il contenitore del miscelatore sul lato sinistro del serbatoio. I magneti nel miscelatore devono essere rivolti verso il basso. Fai scorrere il miscelatore a sinistra, nel contenitore del miscelatore, fino a quando i bracci flessibili su ciascuna estremità si agganceranno con uno scatto. Regola i bracci secondo necessità in modo da farli bloccare in posizione con una forza molto leggera.
  • Se il miscelatore si posiziona nell'apposito alloggiamento ma non si blocca, è possibile che i bracci alle estremità del miscelatore siano troppo stretti. Rimuovi il miscelatore dal serbatoio. Piega leggermente verso l'esterno i bracci del miscelatore. Orienta il miscelatore in modo che i bracci siano rivolti verso l'alto e verso il contenitore del miscelatore sul lato sinistro del serbatoio. I magneti nel miscelatore devono essere rivolti verso il basso. Fai scorrere il miscelatore a sinistra, nel contenitore del miscelatore, fino a quando i bracci flessibili su ciascuna estremità si agganceranno con uno scatto. Regola i bracci secondo necessità in modo da farli bloccare in posizione con una forza molto leggera.
  • Se il miscelatore continua a disaccoppiarsi durante le stampe, contatta l'Assistenza Formlabs o il tuo rivenditore autorizzato. Potrebbe essere necessario sostituire il miscelatore.

Il miscelatore ha rilevato residui durante la fase di pre-stampa (generazione Form 4)

Durante la routine di pre-stampa, il miscelatore raschia la piattaforma di stampa per verificare la presenza di residui lasciati dalle stampe precedenti. La viscosità dell'Alumina 4N Resin può portare a falsi positivi durante questa fase.

Con l'invecchiamento dell'Alumina 4N Resin, la sua viscosità aumenta. Refrigera la cartuccia di resina e il serbatoio resina tra un utilizzo e l'altro per prolungare la durata di conservazione fino a 12 mesi.

Se durante la fase di pre-stampa compaiono errori Mixer detected debris (Rilevati residui nel miscelatore):

  • Controlla che la piattaforma di stampa sia completamente pulita e priva di residui.
  • Controlla il numero di lotto e la data di scadenza della resina. Se la resina è scaduta o è stata conservata fuori dal frigorifero per più di tre mesi, potrebbe essere necessario sostituirla.
  • I sedimenti nel serbatoio possono causare il salto del miscelatore e innescare falsi positivi. Mescola accuratamente la resina utilizzando una spatola in plastica o staccando il miscelatore e muovendolo manualmente da un lato all'altro prima di ogni stampa.

Se continui a riscontrare problemi di rilevamento dei residui pre-stampa, contatta l'Assistenza Formlabs o il tuo rivenditore autorizzato per ricevere ulteriiori informazioni.

Particelle bianche depositate sulla piattaforma di stampa

Durante una stampa, i contaminanti presenti nella resina possono depositarsi sulla piattaforma di stampa. Si può trattare di residui fisici o il risultato del contatto con acqua o alcool isopropilico.
Particelle bianche in un serbatoio di Alumina 4N Resin

Se noti particelle bianche depositate sulla piattaforma di stampa dopo una stampa:

Residui depositati sulle superfici delle parti

I residui più grandi depositati sulle superfici delle parti durante una stampa possono provenire da stampe precedenti non riuscite o da sezioni non riuscite della stampa corrente. Le scaglie di resina polimerizzata possono rimanere sospese nel serbatoio resina o essere staccate dal film del serbatoio dal miscelatore.

Un esempio di residui lasciati sulla superficie di una parte stampata in Alumina 4N Resin
Un esempio di residui lasciati sulla superficie di una parte stampata in Alumina 4N Resin

Se noti scaglie di resina polimerizzata sulla superficie delle parti stampate:

  • Filtra la resina nel serbatoio resina.
  • Se necessario, aggiungi manualmente i supporti in PreForm per evitare errori di stampa.
  • Fai ripartire il lavoro di stampa senza il modello specifico che non è andato a buon fine. Se possibile, orienta nuovamente la parte per renderla autoportante, quindi ristampa.

Basi fortemente aderenti alla piattaforma di stampa

Le parti stampate con l'Alumina 4N Resin aderiscono più fortemente a una superficie ruvida della piattaforma di stampa. In alcuni casi, le parti stampate possono aderire così tanto alla piattaforma di stampa da essere difficili da rimuovere.

Se le parti stampate sono eccessivamente aderenti alla piattaforma di stampa:

Attenzione:

L'utilizzo degli strumenti inclusi (ad esempio, tronchesine o spatole) su superfici scivolose (come una piattaforma di stampa rivestita di resina) può provocare movimenti improvvisi. Orienta gli strumenti affilati in modo che non siano diretti verso di te, soprattutto durante le operazioni di taglio e raschiamento.

  • Fissa la piattaforma di stampa. Per separare le parti stampate dalla piattaforma di stampa, utilizza la spatola in dotazione nel Finish Kit della Form 2/Form 3 o un altro strumento simile e un martello.
  • Stainless Steel Build Platform: se necessario, dopo aver rimosso le parti stampate e pulito la piattaforma di stampa, esegui la sabbiatura della superficie della piattaforma di stampa con perle di vetro.

Problemi con le parti allo stato grezzo

Le parti sono colorate di rosa

Dopo aver lavato le parti stampate con la Ceramic Wash Solution, potresti notare una sfumatura rosa sulla superficie delle parti. Ciò è dovuto a una reazione tra la resina e i sottoprodotti di alcuni tipi di fornaci. Non è stato dimostrato che ciò causi problemi alle parti cotte, al di là dell'aspetto estetico: dopo la cottura, le parti dovrebbero ancora essere conformi alle dimensioni e alla resistenza previste dal progetto.
Parte stampata in Alumina 4N Resin di colore rosa

Se noti una sfumatura rosa sulla superficie delle parti dopo il lavaggio:

  • mantieni un flusso d'aria uniforme su tutte le parti durante l'asciugatura. Puoi posizionare le parti stampate su un setaccio, una rete metallica o separatori con scanalature a V per consentire il flusso d'aria sulle superfici inferiori.

Le parti sono molto difficili da rimuovere dai supporti

Le parti stampate con l'Alumina 4N Resin devono essere rimosse dai supporti prima della cottura. A seconda della geometria della parte, della geometria del supporto e dell'orientamento della parte, la rimozione dei supporti può essere difficile.

Se è difficile separare le parti stampate dai supporti:

  • Assicurati che le punte dei supporti siano della dimensione corretta. Formlabs raccomanda una dimensione dei punti di contatto di 0,4-0,8 mm. Sono preferibili punti di contatto da 0,5 mm.
  • Rendi autoportanti le parti sottili o rimuovi i supporti utilizzando delle tronchesi o un altro strumento di precisione simile.
  • Se la superficie con il supporto è molto grande, potrebbe essere supportata in modo eccessivo. Usa PreForm per ridurre la densità dei supporti su quella superficie.

Crepe visibili sulle superfici delle parti prima della cottura

Le parti stampate in Alumina 4N Resin sono abbastanza robuste allo stato grezzo, ma sono comunque suscettibili di danni. In particolare, lavare o asciugare le parti stampate in modo improprio può generare crepe superficiali.
Una crepa visibile sulla superficie di una parte stampata con l'Alumina 4N Resin prima della cottura

Se le parti stampate presentano crepe superficiali prima della cottura:

  • Non utilizzare alcool isopropilico o acqua per pulire le parti stampate. Utilizza la Ceramic Wash Solution solo per eliminare la resina liquida dalle parti stampate con l'Alumina 4N Resin.
  • Limita il tempo di permanenza nella Ceramic Wash Solution a due minuti per ogni ciclo di lavaggio. L'esposizione prolungata alla Ceramic Wash Solution può crepare le parti stampate.
  • Limita la velocità dell'aria lungo la superficie della parte per ridurre i tassi di evaporazione. Un'asciugatura aggressiva può causare la rottura delle parti stampate.

Le parti non si asciugano completamente

Dopo aver pulito le parti stampate con la Ceramic Wash Solution, asciugale completamente prima della cottura. Formlabs consiglia di asciugare le parti su un setacciatore o una rete per aumentare il flusso d'aria intorno alla parte stampata. Per asciugare completamente le parti, è necessaria una temperatura ambiente di 20-30 °C con un'umidità del 30-45%. Se necessario, asciuga le parti in forno a 45 °C per 8-24 ore.

Se le parti non si asciugano completamente:

  • Assicurati che la parte sia stata pulita completamente, poiché la resina liquida residua non evaporerà.
  • Asciuga o elimina la maggior quantità possibile di Ceramic Wash Solution.
  • Le parti ancora un po' bagnate con la Ceramic Wash Solution possono comunque essere cotte con successo. Se possibile, rallenta i passaggi iniziali di combustione (a meno di 150 °C) per compensare.

Fori o altri dettagli negativi riempiti di resina

Dopo la stampa, i fori e altri dettagli negativi sono spesso riempiti di resina liquida. Durante la cottura, la resina liquida trattiene i gas di combustione e può generare una crepa nella parte. Se il normale lavaggio non elimina la resina liquida, il foro potrebbe essere troppo piccolo o troppo lungo per consentire alla Ceramic Wash Solution di penetrare completamente.

Se dopo il lavaggio rimane della resina liquida nei fori delle parti stampate:

  • Assicurati che la parte sia conforme alle raccomandazioni della guida alla progettazione.
  • Utilizza aria compressa o un filo sottile per rimuoverla.

Deformazione delle parti durante l'asciugatura

Dopo aver pulito le parti stampate con la Ceramic Wash Solution, asciugale completamente prima della cottura. Se il flusso d'aria intorno a una parte è disomogeneo, le superfici possono asciugarsi a velocità diverse, causando deformazioni.

Se le parti si deformano durante l'asciugatura:

  • Mantieni il flusso d'aria uniforme su tutte le parti durante l'asciugatura. Puoi posizionare le parti stampate su un setaccio, una rete metallica o separatori con scanalature a V per consentire il flusso d'aria sulle superfici inferiori.

Problemi durante e dopo la cottura delle parti

Grandi crepe nelle parti stampate

Le crepe di grandi dimensioni nelle parti stampate possono avere diverse cause. Tra questi vi sono problemi di progettazione come i concentratori di stress, problemi di preparazione della stampa come il supporto insufficiente e problemi di cottura come la scarsa uniformità termica.
Una grande crepa in una parte stampata in Alumina 4N Resin e sottoposta a cottura

Se noti crepe di grandi dimensioni nelle parti stampate dopo la cottura:

  • Segui le linee guida di Formlabs per la progettazione delle parti in Alumina 4N Resin.
  • Puoi arrotondare o limare gli angoli acuminati.
  • Orienta le parti in modo da evitare brusche variazioni di massa o di sezione trasversale tra gli strati.
  • Maneggia con cura le parti stampate prima della cottura. Le parti stampate in Alumina 4N Resin sono abbastanza robuste allo stato grezzo, ma sono comunque suscettibili di danni.
  • Puoi cuocere le parti in una scatola refrattaria per migliorare l'uniformità termica e quindi l'uniformità del restringimento.

Piccole crepe nelle parti stampate

Le crepe superficiali più piccole possono essere causate da un lavaggio troppo aggressivo o da danni causati da stampe precedenti non riuscite.

Se noti piccole crepe nelle parti stampate dopo la cottura:

  • filtra la resina nel serbatoio resina.
  • Pulisci le parti stampati in modo rapido ed efficiente, senza applicare una forza significativa. Assicurati che vi sia un buon flusso d'aria su tutte le superfici delle parti durante l'asciugatura.

Le parti stampate sono più deboli del previsto

La scheda tecnica dell'Alumina 4N Resin elenca le proprietà nominali dei materiali per le parti stampate in resina. Se le parti sono più deboli del previsto, è probabile che vi siano delle crepe che ne compromettono la resistenza. Controlla non presentino crepe e risolvi il problema seguendo le linee guida di cui sopra.

Linee verticali visibili sulle parti stampate

Altre imperfezioni sulla superficie delle parti stampate possono essere legate al sistema ottico della stampante piuttosto che a un errore di stampa o a un problema di processo. In particolare, le linee verticali possono indicare che la finestra ottica è sporca. Questo difetto è simile a quello dei fori a spillo/tagli.

Se noti linee verticali sulla superficie delle parti stampate:

Parte fusa al forno durante la cottura

Le parti stampate in Alumina 4N Resin devono essere cotte prima di essere pronte per l'uso. Durante il processo di cottura, le parti stampate possono fondersi nella fornace se la temperatura è troppo alta o se vengono cotte senza una piastra di fissaggio o la sabbia di fissaggio. Ciò può danneggiare le parti stampate.

Se le parti stampate si fondono con il forno durante la cottura:

  • Cuoci tutte le parti con una piastra di cottura o sabbia refrattaria.
  • Utilizza un anello di cottura (Process Temperature Control Rings, PTCR) o coni di cottura per risolvere i problemi di temperatura del forno. Assicurati che la temperatura rilevata sia uniforme nella fornace. Segui le velocità di cottura definite dal fornitore, poiché rampe più lunghe causano un maggiore restringimento degli anelli.

Le parti stampate hanno una densità non uniforme

Dopo la cottura, le parti stampate con l'Alumina 4N Resin dovrebbero avere una densità uniforme. Qualsiasi variazione di densità all'interno di una parte è indice di impurità introdotte durante la cottura o di una temperatura di cottura insufficiente. Le impurità causano generalmente anche un cambiamento di colore o di traslucenza della parte cotta.

Per risolvere i problemi di densità delle parti sottoposte a cottura:

  • Utilizza un anello di cottura (Process Temperature Control Rings, PTCR) o coni di cottura per risolvere i problemi di temperatura del forno. Assicurati che la temperatura rilevata sia uniforme nella fornace. Segui le velocità di cottura definite dal fornitore, poiché rampe più lunghe causano un maggiore restringimento degli anelli.
  • Assicurati che la fornace sia il più pulita possibile prima della cottura.
  • Verifica che le piastre o la sabbia di fissaggio siano costituite da un materiale refrattario puro e che non contengano sostanze che formano vetro a bassa temperatura, come ossido di ferro o la silice.

Le parti stampate non si sono ridotte come previsto

Le parti stampate con l'Alumina 4N Resin si riducono durante la cottura. Il restringimento previsto è anisotropico: 21,8% lungo gli assi X e Y e 26% lungo l'asse Z. Questi numeri si basano su test empirici e non possono essere garantiti per ogni geometria.

Se le parti stampate si restringono in modo diverso da quanto previsto durante la cottura, aumenta o riduci le dimensioni del design secondo le necessità per raggiungere quelle previste.

La parte cotta ha una tonalità non bianca

Le parti cotte in Alumina 4N Resin devono presentare un colore bianco uniforme. La contaminazione dei materiali a bassa temperatura nella fornace può colorare le parti stampate. Questi colori e i relativi contaminanti includono, ma non si limitano a:
  • Rosso-rosa: ossido di ferro
  • Blu-verde: ossidi di cobalto o rame
  • Nero: grafite, impurità di carbonio non ventilato e metalli grezzi
  • Bianco cenere: ossidi di potassio o fosforo bruciati
  • Marrone chiaro o giallo: diversi ossidi in basse concentrazioni
Colorazione nera su una parte stampata in Alumina 4N Resin e sottoposta a cottura

Per evitare che i contaminanti colorino le parti stampate:

  • Assicurati che le piastre di fissaggio, l'eventuale sabbia di fissaggio e i mattoni isolanti siano privi di contaminanti e completamente adatti al funzionamento ad alta temperatura.
  • Se la fornace è contaminata, azionala in modalità ventilata per bruciare la maggior parte dei contaminanti. Se possibile, far passare un gas di spurgo nella fornace.
    • In generale, l'aria è il gas di spurgo migliore per eliminare questi contaminanti.
    • Assicurati di seguire le raccomandazioni dell'azienda produttrice della fornace, poiché l'uso di un gas sbagliato può danneggiarla.