El control de inertización atmosférica es el proceso de eliminar el aire de un espacio cerrado sustituyéndolo por un gas inerte. En la impresión 3D SLS, el gas inerte suele ser nitrógeno. Los polímeros de SLS tienden a oxidarse cuando se mantienen a temperaturas elevadas durante largos periodos de tiempo. Limitar la oxidación mejora las propiedades de los materiales de las piezas impresas y permite imprimir con un índice de renovación menor.

Por ejemplo, imprimir con el Nylon 11 Powder en nitrógeno permite utilizar un índice de renovación del 30 % para imprimir piezas con mayor ductilidad en comparación con las piezas impresas en aire con un índice de renovación del 50 %.

La Fuse 1+ 30W está equipada con una cámara sellada que se mantiene a una presión positiva parcial para garantizar una baja concentración de oxígeno cuando se imprime en una atmósfera inerte. La Fuse 1+ 30W incluye tuberías, sensores y controles para permitir un proceso de control de inertización atmosférica de enchufar y usar. La Fuse 1+ 30W no incluye capacidades de generación de nitrógeno, por lo que se necesita una fuente de nitrógeno externa si se desea un control de inertización atmosférica.

El nitrógeno puede obtenerse de varias formas, como cilindros de gas comprimido, depósitos de nitrógeno líquido o generadores de nitrógeno.

Los suministros de nitrógeno que cumplen los siguientes requisitos son adecuados para su uso con la Fuse 1+ 30W:

• Concentración: 99,5 % o más
• Caudal: 0,5 SCFM o más
• Rango de presión: 36-125 psi
• Temperatura del gas en la entrada de la máquina: 18 °C o más

Para saber más sobre dónde obtener suministros de nitrógeno, lee el artículo de asistencia Distribuidores de suministros aprobados por Formlabs (SLS). La siguiente tabla resume las diferencias entre las opciones:

Generadores de nitrógeno

Los generadores de nitrógeno convierten una fuente de aire comprimido en un flujo de gas nitrógeno de gran pureza, al que se le elimina la mayor parte del oxígeno. El flujo de nitrógeno resultante puede servir como fuente de nitrógeno para la Fuse 1+ 30W. Una de las principales ventajas de utilizar generadores de nitrógeno es que no es necesario sustituir ni rellenar las fuentes de nitrógeno embotellado.

Los compresores de aire pueden tener un alto consumo de energía de arranque y deben ser alimentados por un circuito separado de la impresora para evitar que se interrumpa la impresión.

Formlabs recomienda utilizar un compresor de aire expresamente para este cometido o usar uno con suficiente capacidad para evitar caídas de presión si otros dispositivos lo usan durante la impresión. El aire comprimido que se introduce en un generador de nitrógeno debe filtrarse para eliminar la humedad, el aceite y las partículas.

Si necesitas información sobre los generadores de nitrógeno recomendados y los racores asociados, consulta el artículo de asistencia de los distribuidores de suministros aprobados por Formlabs. Los racores enumerados son compatibles con el generador de nitrógeno recomendado (modelo HSS-7 o HSS-3) de Holtec Gas Systems. Los racores incluyen:

1. Acoplamiento macho de manguera de desconexión rápida para aire (×1): los acoplamientos macho de desconexión rápida facilitan la preparación. Ten en cuenta que los compresores más pequeños suelen utilizar un tamaño de acoplamiento de 63,5 mm, pero los compresores de mayor capacidad pueden utilizar acoplamientos más grandes. Comprueba el compresor para asegurarte de que el tamaño de la tubería y el tamaño del acoplamiento son compatibles.
2. Acoplamiento hembra de manguera de desconexión rápida para aire (×2): los acoplamientos hembra de desconexión rápida permiten que las mangueras de aire se conecten fácilmente con el compresor de aire y la impresora. Los acoplamientos hembra de manguera se conectan a los extremos roscados de dos mangueras de aire independientes.
3. Manguera de aire de EPDM (×2; ×3 si se utiliza con un filtro de aire comprimido externo): las mangueras de aire comprimido conectan el compresor de aire al generador de nitrógeno y el generador de nitrógeno a la entrada de nitrógeno de la impresora. Se necesitan tres mangueras de aire si se utiliza un filtro de aire comprimido externo.
4. Filtro de aire comprimido (×1, si procede): el aire comprimido que se introduce en un generador de nitrógeno debe filtrarse para eliminar la humedad, el aceite y las partículas. Si el compresor de aire está equipado con un filtro de antemano, no se necesita un filtro externo adicional. El filtro debe estar ensamblado antes que el generador de nitrógeno.
5. Cinta selladora de roscas: utiliza cinta selladora de roscas para garantizar una conexión hermética en cualquier conexión roscada.
6. Generador de nitrógeno: Formlabs ha sometido a ensayo el generador de nitrógeno HSS-7 de Holtec Gas Systems. También se puede utilizar cualquier generador de nitrógeno que pueda suministrar los requisitos de entrada de nitrógeno. Si se utilizan otros generadores de nitrógeno, es necesario asegurarse de que los acoplamientos son compatibles con tus mangueras y adaptadores, según corresponda.

El siguiente diagrama muestra cómo se ensamblan los componentes anteriores para suministrar nitrógeno a la Fuse 1+ 30W, comenzando con un compresor de aire (no se muestra). Ten en cuenta que los elementos del recuadro discontinuo no son necesarios si el compresor de aire viene equipado de antemano con un filtro.

La siguiente imagen muestra la ubicación de la entrada de nitrógeno en la Fuse 1+ 30W. Observa que el acoplamiento de manguera de desconexión rápida incluido está instalado.

Botellas, vasos Dewar y tanques de nitrógeno

El nitrógeno también se puede suministrar a la Fuse 1+ 30W desde contenedores de nitrógeno como bombonas de gas comprimido, tanques Dewar de nitrógeno líquido o contenedores a granel o microgranel. La mejor opción dependerá del volumen de impresión, el presupuesto y las instalaciones. Si deseas una recomendación sobre cuál es tu mejor opción para el nitrógeno, utiliza la calculadora de gases de Formlabs, desarrollada por Airgas.

Los cilindros de nitrógeno pueden ser una forma económica de empezar a imprimir con una atmósfera de gas inerte sin necesidad de invertir en un compresor y un generador de nitrógeno. Los suministros a granel también pueden ser una opción rentable para imprimir grandes volúmenes de piezas en entornos de producción.

Cuando utilices fuentes de gas comprimido de nitrógeno, instala un regulador en la salida de la fuente de gas comprimido para reducir la presión del nitrógeno al rango de entrada de la Fuse 1+ 30W.

Cuando utilices fuentes de nitrógeno líquido, instala un evaporador en la salida de la fuente de nitrógeno líquido para convertirlo en un gas que pueda introducirse en la Fuse 1+ 30W.

La Fuse 1+ 30W tiene la opción de utilizar nitrógeno como una atmósfera de gas inerte en la cámara de impresión. La atmósfera inerte de nitrógeno evita la oxidación del polvo de plástico.

La Fuse 1+ 30W tiene dos modos de control atmosférico:

• Modo Aire: la atmósfera del recinto de impresión está compuesta por aire atmosférico
• Modo Nitrógeno: el recinto de impresión se inertiza con un suministro de nitrógeno gaseoso

Cómo preparar la Fuse 1+ 30W para la impresión con una atmósfera de gas inerte:

1. Conecta el suministro de nitrógeno a la interfaz de nitrógeno en la parte posterior de la impresora.
2. Confirma que la presión del suministro de nitrógeno hacia la Fuse 1+ 30W está entre los 248 y los 862 kPa (36-125 psi) y que el caudal es de al menos 14 l/min.
3. Cuando se utiliza un suministro de nitrógeno, como el gas nitrógeno embotellado o el nitrógeno líquido, asegúrate de que hay suficiente nitrógeno disponible para completar la impresión. Para imprimir con una atmósfera de gas inerte, la impresora requiere aproximadamente 14 l de nitrógeno gaseoso por minuto.
4. Pulsa el icono de la impresora en la barra lateral izquierda para acceder a la pantalla de estado de la impresora. Coloca la opción Nitrogen System (Sistema de nitrógeno) en estado ON (Sí).
5. Confirma que la pantalla táctil muestra el N₂ Mode (Modo N2) y que los valores de tanto Inlet Pressure (Presión de entrada) como Valve Pressure (Presión de la válvula) están dentro del rango.

Para ajustar la presión de la válvula:

1. Pulsa el icono de la impresora en la barra lateral izquierda para acceder a la pantalla de estado de la impresora.
2. En Nitrogen System (Sistema de nitrógeno), pulsa Valve Pressure (Presión de la válvula). Se abrirá la ventana de Nitrogen Setup (Configuración del nitrógeno).

6. Cuando la presión de nitrógeno esté ajustada según tus preferencias, pulsa Done (Listo).
7. Cierra la puerta de acceso al sensor infrarrojo.

Si una fuente de nitrógeno funciona mal o se instala incorrectamente y el nitrógeno desplaza el oxígeno existente en la sala que contiene la impresora, puede crearse una situación de peligro importante. El responsable de seguridad de tu empresa debe realizar una evaluación de la seguridad para garantizar que tu sistema de nitrógeno está configurado y funciona de forma segura.