Ultrahang: új lendület a körforgásos gazdaságnak
A Herrmann Ultraschall tanulmánya a teljes egészében újrahasznosított anyag ultrahangos hegeszthetőségéről
Új megvalósíthatósági tanulmányában a Herrmann Ultraschall az újrahasznosított műanyag hegesztését vizsgálta. Az eredmény: a megfelelő paraméterek esetén a hagyományos műanyaghoz hasonló eredményeket lehet elérni.
A teljes egészében újrahasznosított anyagoknak idáig nem sok hasznát vették, ám ezekben az anyaghiányos időkben egyre inkább felértékelődnek, különösen az autóipari cégek számára. Ezenkívül az újrahasznosított műanyag használata fenntarthatósági szempontból is megfontolandó lehet. A probléma csak az, hogy a műanyag tulajdonságai minden egyes újrafeldolgozással romlanak, mivel a molekulaláncok egyre rövidülnek. Egy összehasonlító tanulmányban a Herrmann Ultraschall MŰANYAG laboratóriuma azt vizsgálta, milyen hatással vannak ezek a változások a műanyag alkatrészek rezgéses tulajdonságaira.
Mennyire jól hegeszthető a teljes egészében újrahasznosított anyag ultrahangos technológia használatával? A Herrmann első tanulmányának eredményei kecsegtetőek.
Módosítani kell a hegesztési paramétereket
Az autóiparban gyakran használt PA 6.6 műanyagból a mérnökök hatszögletű mintadarabokat készítettek az összehasonlító tanulmány elvégzéséhez. A mérnökök 30%-os üvegszáltartalmú, PA 6.6 típusú hagyományos műanyagot hasonlítottak össze szintén 30%-os üvegszáltartalmú PA 6.6 regranulátummal.
Az első előzetes tesztek során az újrahasznosított anyag alapvető hegesztési tulajdonságait vizsgálták. Ezekhez a tesztekhez a technikusok az azonos típusú hagyományos műanyag esetében is használt paraméterek (ún. kiindulási paraméterek) csoportjára támaszkodtak. Arra az eredményre jutottak, hogy bár az újrahasznosított műanyagból készült mintadarabok ultrahanggal megbízhatóan összehegeszthetők, a kiindulási paraméterek használatával nem sikerült homogén kapcsolatot elérni: A metszeteken egy jól látható felületen elvált a felső és az alsó rész. Ezért módosítani kellett a hegesztési paramétereket.
A hagyományos és az újrahasznosított műanyagból készült mintadarabok között nincs látható különbség.
3000 newtont az újrahasznosított anyaggal is elértek
Az újrahasznosított műanyaghoz megfelelő értékek megállapítása céljából egy következő összehasonlító tanulmányban (DoE) 18 különböző paramétercsoportot határoztak meg a műanyag kiindulási paramétereire alapozva, melyekben a központi paramétereket, például a hegesztőerőt, az amplitúdót, a hegesztési nyomvonalat, illetve a trigger erőt változtatták. Ezekkel az értékekkel a két összehasonlított csoportból öt-öt mintadarabot hegesztettek össze. Az eredményeket keresztmetszeti képek és szakítóvizsgálatok alapján értékelték.
A tesztsorozatok alatt az ultrahanglabor mérnökeinek olyan paraméterkészleteket sikerült meghatározniuk, amelyek mind az újrahasznosított, mind az érintetlen műanyag esetében kiváló hegesztési eredményekhez vezettek. És ami különösen érdekes: a két paraméterkészlet csak az amplitúdóban különbözött egymástól, amely 10 mikrométerrel kisebb volt az újrahasznosított, mint a hagyományos műanyag esetében.
A megfelelő paramétercsoporttal az újrahasznosított anyaggal (jobboldalt) mind a keresztmetszet, mind a szakítóvizsgálat tekintetében ugyanolyan jó eredményeket sikerült elérni, mint az eredeti műanyaggal (baloldalt).
„Mindkét mintadarab esetében 3000 newton körüli tartományban mozogtunk. Ez elég meggyőző. Őszintén szólva a keresztmetszeti és a szakítóvizsgálatoknál is rosszabb értékekre számítottunk. Az egyes esetek kísérlettervében (DoE) meghatározott paraméterkészlettel azonban hasonlóan jó eredményeket sikerült elérnünk”, számol be Jochen Ochs, a Herrmann MŰANYAG kísérleti laboratóriumának vezetője.
Szakítógép vizsgálja a hegesztett mintadarab varratának erősségét. Ideális esetben az újrahasznosított anyaggal kb. 3000 newtont sikerült elérni.
Összefoglalás
Az újrahasznosított és a bioműanyagokkal sok műanyagipari cég számára új utak nyílnak meg a fenntarthatóbb gyártáshoz. Különösen az első alkalommal újrahasznosított, jó minőségű regranulátum játszhat fontos szerepet a jövő erőforrás-kímélő eljárásaiban. Ha kétségek merülnek fel a környezetkímélőbb műanyag használatával kapcsolatban, a megfelelően felszerelt ultrahanglaborok segítséget nyújthatnak a konkrét anyag kiválasztásához, amit hegesztési tesztekkel is alátámasztanak.
