Ottimizzazione via additive manufacturing di supporti ceramici rivestiti con zeolite
Creators: name: Vecchio, Riccardo
Publisher: name: Scuola Universitaria della Svizzera Italiana (SUPSI)
Year: 2024
Subjects: zeolite
ceramic
sphere

description: Questa tesi esplora l'ottimizzazione del processo di produzione di sfere ceramiche rivestite in zeolite, con particolare attenzione alla concentrazione della sospensione di zeolite, al tempo di riposo della sospensione stessa e alla temperatura di sinterizzazione delle sfere. L'obiettivo principale è stato quello di identificare le condizioni operative ottimali per ottenere un rivestimento uniforme e ripetibile, minimizzando al contempo i difetti strutturali delle sfere. Attraverso una serie di esperimenti, è emerso che una sospensione di zeolite al 10% offre un equilibrio ideale tra una copertura efficace e la prevenzione dell'occlusione delle celle. I risultati hanno mostrato che l'uso di sospensioni fresche, diluite entro due ore dalla preparazione, garantisce una maggiore stabilità e ripetibilità nei rivestimenti, con un comportamento lineare della massa depositata. Al contrario, sospensioni lasciate riposare per periodi più lunghi hanno mostrato un aumento della viscosità, portando a un deposito eccessivo di materiale e compromettendo la qualità finale delle sfere. La temperatura di sinterizzazione ha svolto un ruolo fondamentale nella determinazione delle proprietà finali delle sfere rivestite. Le sfere sinterizzate a 1400°C hanno dimostrato un comportamento più prevedibile e controllabile rispetto a quelle sinterizzate a 1300°C, con una maggiore uniformità del rivestimento e una minore sensibilità ai cambiamenti nella viscosità della sospensione. I risultati di questa ricerca offrono linee guida pratiche per migliorare l'efficienza e la ripetibilità del processo di produzione di sfere ceramiche rivestite in zeolite. Le conclusioni fornite rappresentano un contributo significativo per il settore, sebbene siano necessari ulteriori studi per esplorare completamente le potenzialità di queste tecniche e perfezionare ulteriormente il processo. Ottimizzazione via additive manufacturing di supporti ceramici rivestiti con zeolite ____ This thesis explores the optimization of the production process for zeolite-coated ceramic spheres, with a particular focus on the concentration of the zeolite suspension, the resting time of the suspension, and the sintering temperature of the spheres. The main objective was to identify the optimal operating conditions to achieve a uniform and repeatable coating while minimizing structural defects in the spheres. Through a series of experiments, it was found that a 10% zeolite suspension offers an ideal balance between effective coverage and the prevention of cell occlusion. The results showed that using fresh suspensions, diluted within two hours of preparation, ensures greater stability and repeatability in the coatings, with a linear behavior in the deposited mass. In contrast, suspensions left to rest for longer periods exhibited an increase in viscosity, leading to excessive material deposition and compromising the final quality of the spheres. The sintering temperature played a crucial role in determining the final properties of the coated spheres. Spheres sintered at 1400°C demonstrated more predictable and controllable behavior compared to those sintered at 1300°C, with greater coating uniformity and reduced sensitivity to changes in the suspension’s viscosity. The findings of this research provide practical guidelines for improving the efficiency and repeatability of the production process for zeolite-coated ceramic spheres. The conclusions represent a significant contribution to the field, although further studies are needed to fully explore the potential of these techniques and further refine the process