Il controllo dell'atmosfera inerte è un processo che consiste nel rimuovere dell'aria da uno spazio chiuso, sostituendola con un gas inerte. Nella stampa 3D SLS, il gas inerte è generalmente l'azoto. I polimeri SLS tendono a ossidarsi se tenuti a temperature elevate per un periodo di tempo prolungato. Limitando l'ossidazione è possibile stampare parti con migliori proprietà dei materiali, nonché ridurre il tasso di rigenerazione.

Ad esempio, stampare con la Nylon 11 Powder all'interno di un'atmosfera di azoto consente di sfruttare un tasso di rigenerazione del 30% per stampare parti con una maggiore duttilità rispetto alle parti stampate in atmosfera d'aria con un tasso di rigenerazione del 50%.

La Fuse 1+ 30W ha una camera sigillata che viene mantenuta a una pressione positiva parziale in modo tale da garantire una bassa concentrazione di ossigeno durante la stampa in atmosfera inerte. La Fuse 1+ 30W include condotti, sensori e controlli specifici per consentire la gestione e il controllo dell'atmosfera inerte in modo semplice. Non ha la capacità di generare azoto, pertanto, per utilizzare l'opzione di stampa con atmosfera inerte, è necessaria una fonte di azoto esterna.

L'azoto può essere reperito in diverse forme, tra cui bombole di gas compresso, dewar di azoto liquido o generatori di azoto.

Le fonti di azoto che soddisfano i seguenti requisiti sono adatte all'uso con la Fuse 1+ 30W:

• Concentrazione: 99,5% o superiore
• Flusso: 0,5 SCFM o superiore
• Intervallo di pressione: 36-125 psi
• Temperatura del gas all'ingresso dell'apparecchio: 18 °C o superiore

Per ulteriori informazioni sull'approvvigionamento, leggi l'articolo di assistenza Distributori approvati da Formlabs per le forniture (SLS). La tabella seguente riassume i compromessi tra le opzioni:

Generatori di azoto

I generatori di azoto convertono una fonte di aria compressa in un flusso di azoto gassoso ad alta purezza, con la maggior parte dell'ossigeno rimosso. Il flusso di azoto risultante può servire come fonte di azoto per la Fuse 1+ 30W. Un vantaggio primario dell'uso dei generatori di azoto è che non richiedono la sostituzione o la ricarica di bombole di azoto.

I compressori possono avere un elevato consumo energetico all'avvio e devono essere alimentati da un circuito separato dalla stampante per evitare l'interruzione della stampa.

Formlabs consiglia di utilizzare un compressore d'aria dedicato o con una capacità sufficiente per evitare cali di pressione se utilizzato da altri dispositivi durante la stampa. L'aria compressa immessa in un generatore di azoto deve essere filtrata per rimuovere umidità, olio e particolato.

Per i generatori di azoto consigliati e i relativi accoppiamenti, consulta l'articolo di assistenza sui distributori approvati da Formlabs per le attrezzature. Gli accoppiamenti elencati sono compatibili con i modelli di generatori di azoto HSS-7 o HSS-3 consigliati da Holtec Gas Systems. I raccordi includono:

1. Raccordo per tubo ad aria a sgancio rapido (1x): I raccordi a sgancio rapido consentono una configurazione semplice. I compressori più piccoli utilizzano in genere connettori da ¼", mentre i compressori con una capacità maggiore possono utilizzare connettori più grandi. Verifica che il compressore sia compatibile con le dimensioni dei tubi e del connettore.
2. Due attacchi del tubo a sgancio rapido per l'aria: gli attacchi a sgancio rapido consentono ai tubi dell'aria di interfacciarsi facilmente con il compressore d'aria e la stampante. Gli attacchi del tubo sono collegati alle estremità filettate di due tubi dell'aria separati.
3. Due tubi dell'aria in EPDM (tre se utilizzati con un filtro esterno per l'aria compressa): i tubi dell'aria compressa collegano il compressore d'aria al generatore di azoto e il generatore di azoto all'ingresso dell'azoto della stampante. Se utilizzi un filtro esterno per l'aria compressa, sono necessari tre tubi dell'aria.
4. Un filtro per l'aria compressa, se applicabile: l'aria compressa immessa in un generatore di azoto deve essere filtrata per rimuovere umidità, olio e particolato. Se il compressore d'aria è già dotato di un filtro, non è necessario un ulteriore filtro esterno. Il filtro deve essere posizionato prima del generatore di azoto.
5. Nastro sigillante per filettature: utilizza un nastro sigillante per filettature per garantire una connessione ermetica su tutti i collegamenti filettati.
6. Generatore di azoto: Formlabs ha testato il generatore di azoto HSS-7 di Holtec Gas Systems. È possibile utilizzare qualsiasi generatore di azoto in grado di fornire l'apporto di azoto richiesto. Se utilizzi altri generatori di azoto, assicurati che gli accoppiamenti siano compatibili con i tubi e gli adattatori in uso.

La figura seguente illustra come i componenti di cui sopra vengono assemblati per fornire azoto alla Fuse 1+ 30W, a partire da un compressore d'aria (in figura). Gli elementi nel riquadro tratteggiato non sono necessari se il compressore d'aria è già dotato di un filtro.

L'immagine seguente mostra la posizione dell'ingresso dell'azoto sulla Fuse 1+ 30W. Il connettore del tubo a sgancio rapido in dotazione è installato.

Bombole di azoto, dewar e serbatoi

L'azoto può essere fornito alla Fuse 1+ 30W anche da contenitori di azoto come bombole di gas compresso, dewar di azoto liquido o contenitori micro-bulk o bulk. L'opzione migliore dipende dal volume di stampa, dal budget e dalle strutture. Per un consiglio sull'opzione migliore per l'azoto, utilizza il calcolatore di gas Formlabs sviluppato da Airgas.

Le bombole di azoto possono essere un modo economico per iniziare a stampare con un'atmosfera di gas inerte senza dover investire in un compressore e in un generatore di azoto. Le forniture in bulk possono anche rappresentare un'opzione conveniente per la stampa di grandi volumi in ambienti di produzione.

Quando si utilizzano fonti di azoto sotto forma di gas compresso, installa un regolatore all'uscita della fonte di gas compresso al fine di ridurre la pressione dell'azoto nell'intervallo di ingresso della Fuse 1+ 30W.

Quando si utilizzano fonti di azoto liquido, installa un evaporatore all'uscita della fonte di azoto liquido al fine di convertirlo in gas, che può essere utilizzato all'ingresso per la Fuse 1+ 30W.

La Fuse 1+ 30W permette di utilizzare l'azoto per creare un'atmosfera di gas inerte nella camera di stampa. L'atmosfera inerte di azoto impedisce l'ossidazione della polvere di plastica.

La Fuse 1+ 30W ha due modalità di controllo dell'atmosfera:

• Modalità aria: l'atmosfera dell'alloggiamento di stampa è composta da aria atmosferica
• Modalità azoto: l'alloggiamento di stampa viene purgato con una fornitura di azoto gassoso

Per preparare la Fuse 1+ 30W per la stampa con un'atmosfera di gas inerte:

1. Collega la fonte di azoto all'interfaccia dell'azoto sul retro della stampante.
2. Verifica che la pressione della fonte di azoto nella Fuse 1+ 30W sia compresa nell'intervallo 248-862 kPa (36-125 psi) e che la portata sia di almeno 14 L/min (0,5 SCFM).
3. Quando utilizzi una fonte di azoto, come bombole di azoto gassoso o azoto liquido, assicurati che l'azoto disponibile sia sufficiente per completare la stampa. Quando stampi con un'atmosfera di gas inerte, la stampante richiede circa 14 l di azoto gassoso al minuto.
4. Tocca l'icona della stampante nella barra laterale sinistra per accedere alla schermata con lo stato della stampante. Sposta su ON (Attiva) l'opzione Nitrogen System (Fonte di azoto).
5. Verifica che sull'interfaccia touchscreen appaia N₂ Mode (Modalità N2) e che la pressione di ingresso e la pressione della valvola rientrino nei parametri.

Per regolare la pressione della valvola:

1. Tocca l'icona della stampante nella barra laterale sinistra per accedere alla schermata dello stato della stampante.
2. Sotto Nitrogen System (Fonte di azoto), tocca Valve Pressure (Pressione della valvola). Si apre la finestra Nitrogen Setup (Configurazione azoto).

6. Quando la pressione dell'azoto è sufficientemente regolata, tocca Done (Fatto).
7. Chiudi lo sportello di accesso al sensore IR.

Se una fonte di azoto non funziona correttamente o è configurata in modo errato, l'azoto potrebbe sostituire l'ossigeno presente nel locale in cui si trova la stampante, il che porterebbe a una situazione di grave pericolo. Per garantire che la fonte di azoto sia configurata e gestita in modo sicuro, le persone responsabili della sicurezza dell'azienda dovranno eseguire una valutazione della sicurezza.