Progettazione sostenibile del processo di spray coating (2° parte)

In questa seconda parte prosegue l’analisi dei fattori da considerare in fase di progettazione e di ingegnerizzazione dei processi che influenzano i livelli prestazionali globali dei prodotti. Si inizia con l’attributo di funzionalità per poi passare alla valutazione dei carichi ambientali, della sostenibilità e dell’impatto economico.

Funzionalità

L’attributo di funzionalità, considerato per qualificare indirettamente l’effetto dei rivestimenti, è stata la quantità di nano-particelle depositate sulla superficie in una serie di campagne sperimentali realizzate con l’impianto pilota di Centi. In questo caso il tipo di nano-particelle depositate sono caratterizzate da sistemi di ossidi metallici TiO2/ SiO2.

In vista della progettazione di un impianto su scala produttiva industriale, sono stati effettuate delle analisi dei dati mediando i risultati rispetto alla pressione utilizzata nelle diverse campagne di prove e studiando i risultati in funzione della velocità di deposizione correlando i risultati con la quantità specifica di nano-particelle depositate.

I dati sperimentali forniti dal consorzio Protect e analizzati da Project-HUB360 confermano che la pressione di processo non influenza significativamente la quantità di nano-particelle depositate in superficie, contrariamente a quanto invece accade per la dipendenza dalla velocità di processo. Poiché l’impianto pilota non può raggiungere velocità di 20m/min, è stato applicato un processo di estrapolazione dei dati per determinare le densità di NP attese alle stesse condizioni di processo nella condizione limite di velocità di 20m/min. Questo valore si allontana molto dal limite dell’intervallo dei dati sperimentali e risulta attualmente la migliore stima ottenibile, ma che necessità di ulteriori conferme sperimentali.

Dall’analisi dei dati si evince che l’incremento di velocità di un ordine di grandezza determina una riduzione attesa della concentrazione di nano-particelle sulla superficie trattata di un fattore circa dieci. Questo dato è in linea con le attese e determina un riferimento per il miglioramento prestazionale del processo, attraverso l’ottimizzazione di alcuni parametri di deposizione, quali il flusso di sospensione acquosa delle nano-particelle, l’apertura dei coni di eiezione, l’incremento del numero di ugelli di eiezione della sospensione nebulizzata.

L’andamento tendenziale della quantità di nanoparticelle in funzione della velocità di processo è stata anche utile per fornire delle risposte relative alla prestazione ambientale ed alla sostenibilità dei costi, come di seguito esposto.

 

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Source: Stampi
Progettazione sostenibile del processo di spray coating (2° parte)

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