Verbesserung von Filteranlagen durch die Macht der Anziehung
Die Ingenieure der sibirischen Ingenieurschule der Polytechnischen Universität Tomsk in Russland halfen einem Stipendiaten an der Technischen Universität Delft in den Niederlanden bei der Entwicklung einer neuen magnetischen Filteranlage, die entstehende Kosten um mindestens 20 % senken kann. Der Prototyp wurde im Rahmen des Projekts MAGFIS in drei europäischen Fabriken für Präzisionsfertigung und Metallbearbeitung erprobt: Bei DAF in den Niederlanden, in der Automotorenfabrik von Ford im Vereinigten Königreich und beim Hersteller von Schneidemaschinen Schaudt in Deutschland. Anstatt von Membranen werden magnetische Stäbe verwendet, um Metallpartikel aus verunreinigten Flüssigkeiten und Gasen herauszusammeln, zu entfernen und zu recyceln. „Das System kann die Betriebskosten von bestehenden Filteranlagen erheblich senken und ihre Effizienz verbessern“, so Dr. Maxim Kireitseu, der Leiter für den Bereich Filterausstattung beim britischen Hersteller von Garten- und Handwerkzeugen Spear and Jackson, der die vom Marie-Curie-Programm geförderte Forschungsarbeit leitete. Er war dabei unter der Aufsicht von Professor Sergey Kharlamov, ein Mathematikprofessor der Polytechnischen Universität Tomsk. „Allgemein können die Kosteneinsparungen 20 % oder sogar noch mehr betragen, abhängig von den Kosten der Flüssigkeiten und Kühlmittel und den beteiligten Maschinen“, gibt er an. Das System trägt dazu bei, dass teure Werkzeuge und Kühlmittel länger verwendet werden können. Wenn eine Fabrik zehn Schneideanlagen jeden Tag 16 Stunden lang betreiben würde, könnten dabei jährlich 300-400 Liter Kühlflüssigkeit und mehrere Schneidemaschinen eingespart werden. In einigen Fällen kann sich das System nach nur sechs Monaten rechnen. Ein maßgeschneidertes System Die Forscher erwarten basierend auf ersten computergestützten Projektionen des Herstellungsvorgangs von hybriden Metall-Polymer-Materialien unter Verwendung automatisierter Maschinen ebenfalls Vorteile für die Umwelt. „Wir gehen davon aus, dass das entwickelte System CO2-Emissionen, Deponieabfall und andere Umweltfaktoren einsparen wird, die bei der Metallverarbeitung aufkommen“, so Dr. Kireitseu. Dr. Kireitseu arbeitete für das Unternehmen Spear and Jackson, dem Eigentümer von Eclipse Magnetics, als er auf Prof. Kharlamovs Berechnungen zur Wärme- sowie Hydro-, Gas- und magnetischen Dynamik in industriellen Schmiersystemen stieß. Ihm wurde klar, dass sie ihr Fachwissen bündeln konnten, um alle möglichen Filteranlagen zu verbessern. Sie verwendeten moderne mathematische Modellierungen turbulenter Strömungen (Fluiddynamik), um zu erforschen, wie man verschiedene magnetische Filter in Produktionsanlagen unter Rücksichtnahme auf verschiedene verwendete Flüssigkeiten, Maschinen, Filtersysteme, Wärmeentwicklung und andere Faktoren anwenden kann. „Keine Anlage gleicht einer anderen“, so Dr. Kireitseu. Eclipse Magnetics wägt nun ab, ob das System kommerziell in seiner Fabrik in Sheffield und bei Goudsmit in den Niederlanden eingesetzt werden soll. Das Team gibt an, dass weitere theoretische Arbeit erforderlich ist und kostspieligere Tests von Industriepartnern durchgeführt werden müssen. Prof. Kharlamov, der in Sibirien ansässig ist, wo Temperaturen bis auf -25 Grad Celsius fallen können, gibt an, dass das System „für Gebiete mit widrigen Umweltbedingungen von großem Wert sein kann“, da gut funktionierende Fabriken Kosten für den Transport von Ersatzteilen einsparen. „Dieses Projekt war eine ernstzunehmende Einführung in die Grundlagenforschung in diesem Bereich, die sich an den Bedürfnissen der Kunden, der Unternehmen und des Marktes orientierte“, so Prof. Kharlamov. „Die Zusammenarbeit zwischen Delft und Tomsk war für den Erfolg des Projekts unerlässlich.“
Schlüsselbegriffe
MAGFIS, industrielle Schmiermittel, Filteranlagen, Magneten, turbulente Strömungen
