Anyagok az energetikában

Átírás

1 Anyagok az energetikában BMEGEMTBEA1, 6 krp (3+0+2) Gyártástechnológiák Dr. Tamás-Bényei Péter október 17.

2 Polimerek keverése 2 / 47 Keverés: száraz vagy nedves (folyadék/ömledék állapotú) Diszperzív méretcsökkenés Disztributív méretcsökkenéssel nem járó

3 Polimerek adalékanyagai 3 / 47 Stabilizátor (UV vagy termikus) Égésgátló Antisztatizáló Lágyító (feldolgozást segítő, mech. tul. vált.) Kompaund Habosító Színező anyag Csúsztató (külső, belső) Töltő- és/vagy erősítőanyag Gócképző

4 Gyártástechnológiák 4 / 47 Polimerek gyártás/feldolgozástechnológiái Hőre lágyuló polimerek - Extrúzió - Cső- és profilgyártás - Kábelbevonatolás - Habosítás - Síkfólia gyártás - Fóliafúvás - Extrúziós palack fúvás -Fröccsöntés - 1K, 2 K, 3K - Fröccsfúvás - Rotációs öntés Hőre nem lágyuló polimerek - Hengerszékes keverés - Kalanderezés - Gumigyártás_vulkanizáció - Kézi laminálás - Szórás - Tekercselés - Pultrúzió - Sajtolás/préselés - Vákuumzsákos technológiák - Prepreges eljárások

5 Extrúzió 5 / 47

6 Extrúzió 6 / 47 Extruder

7 Extrúzió-Extruder csiga 7 / 47 Extruder csiga fő szakaszai Homogenizáló vagy kitoló Átmeneti vagy kompressziós Behúzó Extruderrel készülhet: cső, profilos termékek, kábelbevonat, habosított termékek, síkfólia, fólia tömlő, palack,

8 Extrúzió_Csőgyártás 8 / 47

9 Extrúzió_Profilgyártás 9 / 47

10 Extrúzió_Kábelbevonatolás 10 / 47

11 Extrúzió_Habosítás 11 / 47

12 Extrúzió_Síkfólia 12 / 47

13 Extrúzió_Fólia fúvás 13 / 47

14 Extrúzió_Palackfúvás 14 / 47

15 Fröccsöntés 15 / 47 A fröccsöntés során a kis viszkozitású polimer ömledéket nagy sebességgel, szűk beömlőnyíláson át egy zárt szerszámba juttatjuk, és a zárt szerszámban nagy nyomás alatt kihűlő polimerből alakul ki a tetszőlegesen bonyolult formájú alkatrész, általában kis ciklusidővel. A technológia gyakorlatilag hulladékmentes, nagy méretpontosság jellemzi és nagysorozatú termék előállítást tesz lehetővé szakaszos üzemben, adott esetben több komponensből.

16 MFI_Melt Flow Index 16 / 47 A viszkozitás meghatározása a feldolgozástechnológiák miatt kulcsfontosságú. A gyakorlatban a hőre lágyuló anyagok esetében MFI eljárással történik ennek kimérése. Feldolgozási eljárás MFI [g/10 min] Fröccsöntés 5 50 Rotációs öntés 5 20 Extrudálás Sajtolás 0,5 6 0,5

17 Fröccsöntés 17 / 47

18 Fröccsöntés 18 / 47

19 Fröccsöntés 19 / A polimer ömledék megtölti a szerszámüreget (befröccsöntés), 2 3. Átkapcsolás utónyomásra, 3 4. Utónyomás, ami egészen a lepecsételődésig tart (4-es pont), 4 5. Az ömledék közel állandó fajtérfogaton hűlni kezd, miközben a nyomás csökken Izobár hűlés, 6. Kidobás, 6-7. A termék a szabadban tovább hűl és zsugorodik. A fajtérfogat (v) egy intenzív állapotjelző (két extenzív állapotjelző hányadosa), nagysága lényegében a sűrűség reciprokával egyezik meg.

20 Fröccsöntés 20 / 47 Fröccsöntött termékek

21 Fröccsöntés 21 / 47

22 Fröccsöntés 22 / 47

23 Fröccsfúvás 23 / 47

24 Fröccsfúvás 24 / 47

25 Rotációs öntés 25 / 47 A rotációs öntés üreges testek gyártására szolgáló eljárás, amikor az üreges testek 2 különálló tengely körüli forgatással kerülnek kialakításra. A gyártás során a kiinduló anyag por vagy granulátum formátumú. 0. lépés: száraz keverés 1. lépés: szerszámba töltés 2. lépés: 2 tengely körüli forgatás (a két tengely körüli forgatás szögsebessége nem lehet egymás egész számú közös többszöröse) 3. lépés: fűtés kemencében, közben forgatni, így az anyag megömlik és kitölti az üreget 4. lépés: hűtés levegő 5. lépés: szerszámbontás

26 Rotációs öntés 26 / 47

27 Hengerszékes keverés 27 / 47 A hengerszék (a) olyan berendezés, amelynek alapeleme két egymással szemben forgó precízen temperált hengerpár, amelyek egymáshoz képesti sebessége maximum 10 %-ban térhet el. Gumi és PVC feldolgozásához használható elsősorban, viszonylag könnyű tisztítani, szakaszos eljárás. Banbury-típusú keverő (b), amely alapeleme két egymással szemben forgó precízen temperált, bütykösre módosított hengerpár, amely fektetett 8-as alakú fűtött házban forog, úgy, hogy a hengerek egymáshoz képesti sebessége minimum 10 %-ban eltér.

28 Hengerszékes keverés 28 / 47

29 Gumigyártás-vulkanizáció 29 / 47 A leggyakrabban alkalmazott vulkanizáló szer a kén. A vulkanizáció folyamatát gyakran iniciátor és katalizátor hozzáadásával gyorsítják fel. A vulkanizáció folyamatának kidolgozása Charles Goodyear nevéhez fűződik. A gumigyártás első lépése általában keverékkészítés hengerszéken, majd térhálósítás emelt hőmérsékleten zárt szerszámban.

30 30 / 47 Gyors prototípusgyártás (RPT) és szerszámkészítés

31 RPT_Csoportosítás 31 / 47 Prototípus Vizualizációs modell Funkcionális modell Ősminta VAGY Additív (anyag hozzáadásával) eljárással készülő Abrazív (anyag eltávolításával) eljárással készülő + nincs anyagveszteség + gyors és olcsó termék - általában kis szilárdságú termék - támaszanyag lehet szükséges - hulladék képződés - lassabb és drágább termék + általában nagyobb szilárdság - drágább szerszámozás

32 Gyakorlati jelentőségek 32 / 47 Autóipar Orvostechnika Építészet Terméktervezés Szerszámkészítés Kisszériás termékgyártás

33 RPT_Gyártás folymata 33 / 47 3D CAD fájl, MRI vagy CT felvétel STL fájl, G kód generálása RPT technológia és anyag kiválasztása Termékkészítés (Utómunkálatok)

34 RPT_Technológiák 34 / 47 Leggyakrabban alkalmazott eljárások: FDM: Fused Deposition Modeling SLA: StereoLitogrAphy SLS: Selective Laser Sintering DMLS: Direct Metal Laser Sintering 3D inkjet printing Polyjet LOM: Laminating Object Manufacturing

35 3D inkjet printing 35 / 47

36 Polyjet 36 / 47

37 SLA 37 / 47

38 SLS/DMLS 38 / 47

39 FDM 39 / 47

40 LOM 40 / 47

41 Újrahasznosítás 41 / 47

42 Műanyagok eredete 42 / 47 A vegyipar szerkezete, benne a műanyagiparral, a 2017 évi KSH adatok alapján

43 Polimerek felhasználása 43 / 47

44 Szemétsziget 44 / 47

45 Újrahasznosítás 45 / (69) kg/fő/év

46 Újrahasznosítás 46 / 47 SZEMÉT HULLADÉK Hulladékkezelésnek nevezünk minden olyan lépést, amely valamilyen módon kapcsolódik kerül a hulladék kezelésével (deponálás, újrahasznosítás ) Hőre lágyuló polimer termékek újrahasznosítása, amennyiben nem tartalmaznak erősítőanyagot és nagy mennyiségű töltőanyagot, akkor viszonylag egyszerű A térhálós polimerek és kompozitjaik újrahasznosítás napjainkban túlnyomóan energetikai jellegű, illetve aprózás és töltőanyagként történő alkalmazás, azonban vannak ígéretes kutatások a szálak visszanyerésére.

47 Köszönöm a figyelmet!