Industrielle Glasbearbeitung mit Lasern ist besser für die Umwelt
„Die Glasindustrie arbeitet noch immer mit der altmodischen mechanischen Verarbeitung, die viel Energie verbraucht und Abfälle erzeugt, darunter auch nicht wiederverwertbare Glassplitter. Unser Ziel und unsere Motivation war es also, dieses altmodische Verfahren umzugestalten und nachhaltiger zu gestalten“, erklärt GLAZER-Projektkoordinator Erik Raita, Betriebsleiter bei Hypermemo, einem finnischen Lasertechnologieunternehmen. Laserbearbeitetes Glas sieht aus wie jedes andere Glas, aber das Verfahren ermöglicht das Schneiden, Abfasen, die Oberflächenbehandlung, Markierung und Gravur mit einem einzigen Werkzeug, womit das neue Verfahren die Wartung verschiedener Maschinen überflüssig macht. „Normalerweise wird jeder dieser Prozesse von speziellen Maschinen ausgeführt“, so Raita. „Der Laser ist eine Kernkomponente der Anlage, die mehrere Maschinen in einer vereint“, erklärt er und fügt hinzu: „So haben wir den CO2-Fußabdruck der Maschinenherstellung verkleinert.“
Energiebedarf und Umweltverschmutzung verringern
Darüber hinaus „ersetzen die Lasermaschinen den Bedarf an Gas, das derzeit in der Glasindustrie intensiv verbrannt wird, und senkt somit den Energieverbrauch“, kommentiert Raita. Das maschinelle Schleifen zum Glätten rauer Kanten, die mit herkömmlichen Schleifscheiben bearbeitet wurden, wird von Raita als unangenehmes Verfahren beschrieben, das viel Wasser verbraucht. Beim mechanischen Schleifen entsteht außerdem eine große Menge an potenziell gefährlichen Glasspänen, die nur schwer zu entsorgen sind. Aber das lasergestützte Verfahren schneidet das Glas sauber. „Damit entfällt das kostenintensive und umweltbelastende Schleifen, das der Industrie heutzutage große Kopfschmerzen bereitet“, sagt Raita.
Prototyp vergrößert
Das auf drei Jahre angelegte Projekt begann mit einem voll funktionsfähigen Laserprototyp. Raita erläutert: „Zu jenem Zeitpunkt konnte dieser die Realisierbarkeit der laserbasierten Glasbearbeitung in kleinem Maßstab – auf einer Fläche von 10 cm mal 10 cm – demonstrieren. Sie musste für den industriellen Einsatz skaliert werden. Dazu wurden Maschinen rund um den Laser entwickelt, die Technologie wurde validiert und es wurden Versuche mit Unternehmen durchgeführt.“ Doch die Hochskalierung stellte das spezialisierte Unternehmen vor Herausforderungen. „Wir mussten eine Bewegungssteuerung entwickeln, um den Laserstrahl über die größere (Glas-)Bearbeitungsfläche zu bewegen. Das erforderte computergesteuerte Maschinen, und wir mussten Fachwissen und Kompetenz in diesem Bereich anwerben, einschließlich Maschinenbau, Softwaretechnik und Optik, um die Maschinen rund um den Laser zu konstruieren.“ Ihre Bemühungen haben sich gelohnt, sagt er und fügt hinzu, dass die laserbasierte Maschine nicht nur für Flachglas, sondern auch für geformtes Glas auf großen Flächen eingesetzt werden kann, wodurch sie sich sowohl für die Automobilindustrie als auch für den Bausektor eignet.
Umweltfreundliches Ergebnis
Der vollautomatische Betrieb verbraucht 90 % weniger Verbrauchsmaterialien und produziert 80 % weniger Abfall, wodurch der Gerätebedarf und die CO2-Bilanz laut unabhängigen Bewertungen drastisch reduziert werden. Das auf diese Weise hergestellte Glas ist nicht nur stärker als herkömmliches Glas, sondern die von der Technischen Universität Delft in den Niederlanden entwickelten Instrumente zur Folgenabschätzung bescheinigen, dass das System bei mehr als 60 000 Tonnen derartig verarbeitetem Glas pro Jahr potenziell 120 Tonnen Treibhausgasemissionen einsparen könnte. „Unsere Lösung birgt das Potenzial, die industrielle Glasverarbeitung zu verändern, und die Versuche mit führenden Glasherstellern und Ausrüstungslieferanten werden fortgesetzt“, sagt Raita. Dazu gehören Unternehmen aus Japan, der Türkei und dem Vereinigten Königreich, die auch in Europa tätig sind. Die Teilnahme an einer großen Industriemesse in Deutschland hat laut Raita bei den Branchenbeteiligten großes Interesse und Aufmerksamkeit geweckt und zu Verhandlungen über potenzielle Käufe geführt. „Wir gehen davon aus, dass wir bis Ende dieses Jahres die ersten kommerziellen Verträge unterzeichnen werden“, erklärt er.
Schlüsselbegriffe
GLAZER, Glas, Hypermemo, Laser, Glasspäne, Altglas, Abschrägung, Schleifen
