Lorsque vous entrez dans un service de traitement thermique et que vous voyez votre première four à videOn vous pardonnera de rester bouche bée devant ce spectacle époustouflant.
Là, perché à un étage ou plus dans les airs sur des pieds métalliques, se trouve un gigantesque appareil à pression sous vide. Les fils et les tuyaux, les pompes et les commandes, tous fixés à différents angles, pourraient être comparés à des icônes de la science-fiction comme le Géant de fer ou le vaisseau spatial extraterrestre de l'ouvrage de H.G. Wells La guerre des mondes.
Ce sont des machines magnifiques. Une véritable source d'inspiration. Et, surtout, très utiles.
En y regardant de plus près - Pourquoi acheter un four vertical à vide ?
Abar Corporation a commencé à produire de grands fours verticaux sous vide à chargement par le bas dans les années 1960, et a notamment construit en 1969 le plus grand four de ce type à l'époque, avec une gigantesque zone de travail de 96 pouces sur 96 pouces (photo ci-dessus). "Aérospatiale Les entreprises de la côte Est ont commencé à acheter plusieurs fours verticaux Abar, les alignant les uns à la suite des autres pour répondre à la demande de la course à l'espace et à l'essor de l'aviation commerciale", explique Mark Heninger, directeur des ventes d'équipements chez Ipsen. Au moment de la fusion d'Abar et d'Ipsen en 1985, les fours verticaux sous vide faisaient l'objet d'une demande constante.
Alors que ces fours pouvaient faire à peu près tout ce que leurs homologues horizontaux pouvaient faire (recuit, cémentation, trempe, revenu, etc.), les fours verticaux étaient les seuls à pouvoir délivrer de la chaleur et de l'humidité. trempe avec un haut niveau de contrôle pour des pièces cylindriques très grandes ou très longues avec des épaisseurs variables. Imaginez une coupe transversale du fuselage d'un avion ou la tuyère d'une fusée orbitale.
"Les entreprises de traitement thermique cherchaient à augmenter la capacité d'un four en un seul chargement. Essayer de charger une pièce qui est grande ou profonde dans un four horizontal devient un problème", ajoute Jim Grann, directeur technique d'Ipsen. "Lorsque vous avez une pièce de six pieds de diamètre et de 25 pieds de profondeur, comment la charger et la décharger dans un four horizontal ?
Les fours à vide verticaux à chargement par le bas permettaient de poser d'énormes pièces comme celle-ci à plat sur la sole ou de les suspendre par le haut sur un gabarit à l'intérieur de la zone chaude. Les ingénieurs pouvaient ainsi tirer parti de la géométrie de l'ensemble du diamètre de la chambre, sans être limités par la largeur de la section transversale de l'enceinte sous pression à différentes hauteurs au-dessus de la sole, comme c'est le cas dans un four horizontal.
"Si j'ai une pièce que je pose dans un berceau sur une sole et qu'elle va croître d'une manière telle que je ne peux pas contrôler le coefficient de dilatation, le poids peut entraîner une déformation de la pièce. En revanche, si je peux suspendre la pièce et laisser la gravité lui permettre de croître avec une charge neutre, j'obtiendrai une uniformité plus cohérente tout au long du processus de chauffage et de refroidissement".
Jim Grann, directeur technique
Ipsen MetalMaster modèle VR 120×72
"Lorsqu'il s'agit de manipuler ces grandes pièces, les propriétaires de fours verticaux sous vide peuvent souvent s'appuyer sur l'infrastructure existante de ponts roulants pour charger et décharger les pièces sur la sole montée sur la tête inférieure traversante", explique M. Heninger.
"Comparons cela à un four horizontal qui nécessiterait un chargeur avec de longues fourches alimentant ces pièces gigantesques en profondeur dans la zone chaude. Veiller à ce que les fourches restent rigides et parallèles sur une longue distance pour placer la charge sans heurter les éléments de la zone chaude peut s'avérer coûteux", ajoute M. Grann. L'achat ou la construction d'un système de chargement capable de supporter cette rigidité sur une longue distance peut augmenter considérablement le coût de l'installation. Le stockage d'un tel chargeur lorsqu'il n'est pas utilisé ajoute encore à l'encombrement global.
Looking for More - Au-delà des grosses pièces
Cependant, tous ceux qui achètent un four vertical sous vide n'ont pas un flux constant de pièces gigantesques. "Nous avions une hypothèse que nous avons modifiée il y a environ trois ans. Nous pensions que les gens achèteraient ces fours verticaux pour pouvoir y placer de grosses pièces. Aujourd'hui, nous voyons des utilisateurs construire des installations avec de grandes plaques rondes, comme un four à pizza", explique M. Grann à propos de cette tendance. La demande de traitement de pièces plus petites entre les commandes de pièces plus grandes est à l'origine de l'innovation systémique dans la conception des montages. Outre les plates-formes à plusieurs niveaux, les systèmes de panier et les supports suspendus ont tiré parti du plus grand volume global utilisable disponible dans un four vertical sous vide pour les pièces de dimensions étranges.
"Cette demande d'utilisation de dispositifs de fixation pour manipuler des pièces plus petites a modifié la façon dont nous envisagions la conception des zones de contrôle", a fait remarquer M. Grann. En raison de la demande de l'industrie aérospatiale pour des relevés de température précis et la surveillance des processus, des positions supplémentaires pour la surveillance des thermocouples dans la conception des fours verticaux sous vide ont permis de gérer des processus qui traitaient simultanément des pièces avec une large gamme de géométries.
"Même si un four vertical est très haut, une grande partie de la masse des pièces peut se trouver au fond de la chambre, avec la sole et le dispositif de fixation", explique M. Heninger. "Les clients peuvent utiliser une charge partielle, les pièces ne remontant que jusqu'à une certaine hauteur dans la chambre. Il est donc plus probable de voir des éléments supérieurs et inférieurs et des éléments annulaires pour un meilleur contrôle de la température dans l'ensemble de la chambre.
Les entreprises implantées dans des pays où la surface au sol est limitée ont considéré les fours verticaux comme un moyen de construire vers le haut plutôt que vers l'extérieur, en réduisant l'encombrement de chaque four tout en conservant la capacité de traiter de grandes charges de travail.
Attention en dessous : Qu'est-ce qu'un four vertical à chargement par le haut ?
Pendant plus rare du four vertical sous vide à chargement par le bas, le four VTL à chargement par le haut d'Ipsen est également apparu comme une solution pour les pièces incroyablement longues. "Les fours à chargement par le haut et les fours à chargement par le bas sont des types de fours distincts. Les fours à chargement par le haut excellent dans la manipulation de composants exceptionnellement longs, tels que les tubes de plus de 300 pouces de long", a déclaré M. Heninger.
Parfois descendus dans une fosse au-dessous du niveau du sol, ces fours pouvaient traiter le durcissement d'arbres de transmission massifs pour toutes sortes de pièces, des gros camions aux navires de haute mer. "Pour un chargeur par le haut, vous avez besoin d'une zone pour le four, mais aussi d'une zone pour la pièce à descendre dans le four", explique M. Heninger.
Imaginez des pistons gargantuesques de la taille d'un semi-remorque poussant des arbres à cames de la longueur d'un navire. Pour chaque navire qui traverse l'océan, chaque piston et chaque arbre doit subir un traitement thermique. Dans ce cas, les fours verticaux sous vide à chargement par le haut sont souvent la solution.
Installation d'un TurboTreater Ipsen modèle GV4860
Un regard critique - Quand ne pas choisir un four vertical
"Les fours verticaux sont flexibles, mais cela ne signifie pas qu'ils constituent une solution universelle", explique Janusz Kowalewski, directeur des ventes d'Ipsen pour l'Asie du Sud-Est. En particulier, la maintenance des zones chaudes est plus compliquée lorsque vos techniciens doivent se trouver à un ou deux étages au-dessus de l'atelier pour remplacer les pièces consommables. Des considérations supplémentaires sont liées à la gestion de l'interface humaine - échelles, passerelles et mains courantes. Et, bien sûr, la hauteur du toit de l'établissement limitera la taille du four. "Les installateurs et les monteurs ont appris à faire attention à l'emplacement du pont roulant, afin qu'il ne se coince pas du mauvais côté d'un four vertical ou qu'il ne perde pas la moitié de sa portée", se souvient M. Kowalewski.
Les installations d'un four vertical sous vide sont généralement plus élaborées pour tirer parti de l'espace et coûtent généralement plus cher que celles d'un four horizontal. Et même si les fours à chargement par le bas occupent moins d'espace au sol lorsqu'ils fonctionnent, ils nécessitent encore de l'espace supplémentaire. "Les fours verticaux à chargement par le bas ont toujours besoin d'espace pour que la sole puisse s'abaisser et s'éloigner de la base du four afin de charger et décharger les pièces", note M. Kowalewski.
"En outre, les recettes verticales et horizontales ne sont pas nécessairement interchangeables. Le passage d'un procédé d'une machine horizontale à une machine verticale peut nécessiter une nouvelle certification du procédé avant que la production ne puisse se poursuivre", a ajouté M. Grann.
Perspectives d'avenir - Tendances du vide vertical
"Alors que nos clients utilisent traditionnellement nos fours verticaux sous vide pour le recuit et le brasage de pièces, ne nécessitant qu'une trempe à 2 bars, les entreprises aérospatiales commencent à nous demander des solutions de trempe à plus haute pression", observe M. Heninger. "Nous avons commencé à constater une augmentation de la demande de fours à 6 et 15 bars de la part des entreprises aérospatiales et nous construisons davantage de fours de ce type pour répondre à la demande croissante.
Au fil des ans, Ipsen a constaté que les clients qui achètent un four vertical sous vide ont tendance à en ajouter d'autres à leur parc au fil du temps. Une fois que l'équipe de maintenance est formée, que les recettes sont approuvées, que les installations et les procédures sont en place et que les commandes commencent à arriver, la demande pour la production de fours verticaux sous vide reste forte.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les fours verticaux sous vide ou déterminer si l'un d'entre eux pourrait être le bon choix pour votre processus, remplissez notre formulaire de demande d'informations. formulaire de demande ou nous envoyer un courriel à l'adresse suivante sales@ipsenusa.com.