Dbanie o środowisko dzięki przemysłowej obróbce szkła za pomocą lasera
„Przemysł szklarski nadal wykorzystuje tradycyjne, mechaniczne sposoby obróbki, które wymagają ogromnych ilości energii i przyczyniają się do powstawania dużych ilości odpadów, w tym nienadających się do recyklingu wiórów szklanych. Z tego powodu głównym celem naszego zespołu była zmiana tego stanu rzeczy, aby umożliwić odejście od tych staromodnych procesów i zadbanie o to, by obróbka szkła stała się bardziej przyjazna dla środowiska”, wyjaśnia Erik Raita, koordynator projektu GLAZER i dyrektor operacyjny fińskiej spółki Hypermemo(odnośnik otworzy się w nowym oknie), która zajmuje się technologiami laserowymi. Szkło poddawane obróbce laserowej nie różni się niczym od innych rodzajów szkła; zarazem zastosowanie technologii laserowych zmienia całkowicie procesy takie jak cięcie, fazowanie, obróbka powierzchni, znakowanie i grawerowanie. Wszystko to dlatego, że laser jest uniwersalnym narzędziem, co ogranicza konieczność konserwacji różnych maszyn. „Zwykle każdy z tych procesów jest wykonywany przez wyspecjalizowane maszyny”, zauważa Raita. „Laser stanowi główny element naszego rozwiązania, co pozwala na połączenie funkcjonalności wielu maszyn w jednym urządzeniu”, wyjaśnia badacz, dodając: „W ten sposób zmniejszyliśmy ślad węglowy związany z produkcją maszyn”.
Zmniejszenie zużycia energii i emisji zanieczyszczeń
„Dzięki wykorzystaniu technologii laserowych zmniejszamy zapotrzebowanie na gaz, na którym opiera się obecnie przemysł szklarski, przyczyniając się do zmniejszenia zużycia energii”, zauważa Raita. Szlifowanie mechaniczne w celu wygładzenia szorstkich krawędzi wyciętych przy pomocy tradycyjnych tarcz tnących to nieprzyjemny proces, który wymaga zużycia ogromnych ilości wody. Jak wyjaśnia Raita, podczas mechanicznego szlifowania powstaje także duża ilość potencjalnie niebezpiecznych wiórów szklanych, które są trudne do utylizacji. Proces oparty na technologii laserowej pozwala na cięcie szkła bez zbędnych pozostałości. „Dzięki zastosowaniu wiązki laserowej całkowicie eliminujemy szlifowanie – drogi i nieekologiczny proces, który wciąż stanowi duży problem dla całej branży”, wyjaśnia Raita.
Zwiększanie skali prototypu
Trzyletni projekt rozpoczął się, gdy zespół dysponował w pełni funkcjonalnym prototypem urządzenia laserowego. Raita wyjaśnia: „W tamtym czasie mogliśmy wykazać, że jesteśmy w stanie obrabiać szkło przy pomocy laserów na niewielką skalę – mowa o powierzchni rzędu 10 na 10 centymetrów. Konieczne było zwiększenie skali i osiągnięcie możliwości obróbki przemysłowej, co wymagało opracowania urządzeń związanych z laserem, sprawdzenia możliwości technologii oraz zaangażowanie przedsiębiorstw do testów naszych rozwiązań”. Zwiększanie skali prototypu okazało się jednak dużym wyzwaniem dla wyspecjalizowanej firmy. „Musieliśmy opracować system sterowania ruchem, aby przesuwać wiązkę lasera nad większym obszarem obróbki. W tym celu konieczne okazało się zastosowanie urządzeń sterowanych komputerowo, co wymagało od naszego zespołu rozwoju wiedzy i kompetencji w wielu dziedzinach, które objęły między innymi inżynierię mechaniczną, oprogramowania i optyczną – dzięki temu byliśmy w stanie obudować laser kolejnymi urządzeniami”. Jak wyjaśnia badacz, wszystkie te wysiłki się opłaciły. Obecnie rozwiązanie oparte na laserze może być wykorzystywane nie tylko do obróbki dużych płaskich powierzchni szklanych, ale także do szkła kształtowego, dzięki czemu technologia ta może znaleźć zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym, a nawet w sektorze budowlanym.
Rezultat? Lepszy stan środowiska
W pełni zautomatyzowane rozwiązanie pozwala na zmniejszenie zużycia materiałów eksploatacyjnych o 90% i ograniczenie ilości wytwarzanych odpadów o 80%. W ten sposób nowa technologia nie tylko przyczynia się do zmniejszenia ilości miejsca zajmowanego przez maszyny do obróbki, ale także radykalnie ogranicza ślad węglowy – potwierdzają to niezależne oceny. Szkło produkowane w ten sposób jest nie tylko mocniejsze niż w przypadku wykorzystania konwencjonalnych rozwiązań. Opracowane przez Uniwersytet Techniczny w Delfcie(odnośnik otworzy się w nowym oknie) rozwiązania do oceny wpływu pozwoliły na potwierdzenie, że przy założeniu wydajności obróbki na poziomie 60 000 ton szkła rocznie ta nowatorska technologia może potencjalnie przyczynić się do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych o 120 ton rocznie. „Nasze rozwiązanie może zmienić oblicze przemysłowej obróbki szkła. Obecnie trwają testy realizowane we współpracy z czołowymi producentami szkła i dostawcami sprzętu do jego obróbki”, dodaje Raita. Wśród partnerów znajdują się przedsiębiorstwa z Japonii, Turcji i Zjednoczonego Królestwa, które prowadzą również działalność w Europie. Jak twierdzi Ralta, zaprezentowanie rozwiązania podczas dużych targów branżowych w Niemczech wzbudziło duże zainteresowanie i uwagę wielu podmiotów działających w tym sektorze, co przełożyło się na rozpoczęcie negocjacji z potencjalnymi nabywcami. „Mamy nadzieję, że do końca tego roku podpiszemy pierwsze umowy komercyjne”, dodaje.
