Producir de forma eficaz y sostenible con tecnología de aire inteligente

El 8º Simposio ULT se celebró bajo el lema "Producción eficaz y sostenible con tecnología aérea inteligente" en Messepark Löbau. Ponentes de la industria y la ciencia ofrecieron información sobre temas como el procesamiento por láser, la fabricación aditiva, la producción de pilas, la eficiencia energética, la seguridad, la protección del medio ambiente y la salud y seguridad en el trabajo. También se celebró el 30 aniversario de la empresa.

El Dr. Stefan Jakschik, Director General de ULT, inauguró el acto y afirmó que la empresa ofrece "soluciones para casos especialmente difíciles" en tecnología del aire. Y las exigencias en materia de tecnología del aire y calidad del aire son cada vez mayores, como subrayó con una referencia al Green Deal 2050 de la UE: el valor límite de contenido de partículas se reducirá a más de la mitad, a PM2,5 <10 µg/m3, de aquí a 2030. A continuación, el Dr. Stefan Jakschik habló de los mercados a los que sirve su empresa. Las industrias tienen distintos retos para la tecnología del aire. Para ilustrarlo, utilizó el ejemplo de la producción de pilas, que está experimentando un fuerte crecimiento, y para la que se ofrece deshumidificación y filtración del aire. A continuación, el Dr. Jakschik explicó que la empresa necesita y cuenta con socios para hacer realidad las exclusivas soluciones de filtrado de partículas y gases. ULT desarrolla y prueba las soluciones innovadoras junto con los clientes y ha logrado el "net 0" de sostenibilidad en la cadena de suministro para 2023. Al final de su introducción, el Dr. Stefan Jakschik dirigió un sincero deseo a los presentes: Pidió un donativo para la renovación del órgano de Kittlitz, ya que necesita urgentemente aire fresco: hay que renovar los aerogeneradores.

Integración de la tecnología de extracción en el proceso láser

Werner Knöppel, Clean-Lasersysteme, Herzogenrath, explicó cómo puede realizarse la integración de la tecnología de extracción industrial en el proceso de ablación por láser. CleanLaser desarrolla y produce sistemas láser de alta precisión para la limpieza por láser y el tratamiento industrial de superficies. Los procesos de ablación por láser generan humos y polvo en la zona de mecanizado, que pueden captarse casi por completo mediante una tecnología de aspiración adecuada. A menudo hay que tener en cuenta los riesgos de explosión. CleanLaser participó desde el principio en el desarrollo del nuevo sistema de aspiración ULT LAS 800 Ex, del que ahora se benefician los usuarios. Werner Knöppel describió las interfaces entre cleanCELL y LAS 800. El intercambio de datos se realiza a través de Profinet, donde el PC cleanCELL es el maestro, se incluyen sensores de seguridad y se registran los datos de registro. Los sistemas cleanCELL equipados con este sistema se utilizan, entre otras aplicaciones, en la producción de vehículos eléctricos y de células de baterías.

Readaptación de sistemas antiguos para aumentar la eficiencia energética

Patrick Cheever y Eric Droßel, de Ziehl Abegg, Künzelsau, presentaron soluciones de eficiencia energética en tecnología de ventilación. En primer lugar, Patrick Cheever explicó que el reequipamiento de sistemas antiguos tiene sentido para ahorrar energía, lo que reduce los costes de funcionamiento y_{las emisiones de CO2}, para reducir las emisiones de ruido y para lograr una mayor fiabilidad y una mejor disponibilidad de piezas de repuesto. A continuación, se describió el proceso de modernización de los sistemas de ventilación y aire acondicionado con el ejemplo de ZAcube. Eric Droßel utilizó ejemplos para ilustrar las ventajas de las soluciones de retroadaptación orientadas a la biónica. En el caso del ventilador axial búho FE2, por ejemplo, se pudo reducir el desarrollo del ruido gracias a la menor turbulencia causada por la forma de búho. El ventilador centrífugo ZAblue se modeló a partir de la aleta de ballena y también se utilizó una construcción ligera para ahorrar material basada en la estructura arbórea. Los panales de abejas sirvieron de modelo para la construcción ligera del ZApilot. La tecnología EC también tiene ventajas sobre la tecnología AC convencional.

Requisitos para el diseño del proceso de las pilas modernas

La producción y el reciclado de pilas plantean exigencias considerables al diseño de procesos. La Dra. Mareike Partsch, de Fraunhofer IKTS, Hermsdorf, ofreció información sobre los requisitos de las baterías de litio y los materiales de nueva generación. El esfuerzo necesario para la extracción seguirá siendo el mismo para la producción y el reprocesado de las futuras baterías de iones de sodio, ya que también se producirán sustancias muy heterogéneas y a veces muy reactivas en forma de polvo. Además, los requisitos para el entorno del proceso en la producción de baterías seguirán siendo elevados (sala limpia sin polvo y seca).

Importancia de la tecnología del aire en la cadena de proceso de las pilas

La Dra. Sarah Michaelis, de VDMA Battery Production, Fráncfort del Meno, demostró que el uso de tecnologías de aire es de vital importancia en la cadena de proceso de las pilas. Explicó la secuencia completa del proceso, desde la producción de electrodos y células hasta la fabricación de módulos y sistemas. Varias fases del proceso requieren la deshumidificación del aire y la extracción y filtrado de las partículas y gases producidos.

Innovaciones para lograr la neutralidad climática

El Prof. Dr. Welf-Guntram Drossel, de Fraunhofer IWU, Chemnitz, habló de las innovaciones para lograr la neutralidad climática en la creación de valor. Es necesario pasar del control de la calidad de los productos al control de la calidad de los procesos. La utilización circular de los recursos y una economía circular son necesarias para la sostenibilidad. La impresión 3D es una solución prometedora. Se necesitan salas blancas para esta y otras nuevas tecnologías. También hay aplicaciones de IA, por ejemplo para generar automáticamente programas de PLC, así como robots humanoides en la producción.

Nueva especificación complementaria OPC 40740 para dispositivos de filtrado

Benjamin Wirth, ULT, proporcionó información sobre OPC UA para dispositivos de filtrado: la nueva especificación complementaria OPC 40740, que se publicó en agosto de 2023. Esto permite mapear todo tipo de dispositivos de filtrado, desde los dispositivos de filtrado de almacenamiento más sencillos hasta grandes sistemas con filtros de cartucho o precipitadores electrostáticos. Los usuarios ya pueden conectar dispositivos de filtrado que cumplan la nueva especificación a máquinas de procesamiento e integrarlos en sistemas MES locales y redes globales mediante el modelo plug & play, independientemente del fabricante.

Programa de apoyo

A continuación, los visitantes realizaron una visita guiada por la planta de Löbau. Los visitantes fueron guiados en pequeños grupos por los distintos departamentos y conocieron los procesos que intervienen en la realización de los productos. La visita finalizó en la sala de presentaciones, donde se exponen los distintos productos y unidades y se ofrece una visión general de las capacidades de la empresa.

Planta de ULT en Löbau (vista frontal)

Stefan Meißner moderó las presentacionesPorla noche tuvo lugar la gran celebración del aniversario con un fantástico espectáculo de láser, al que estaban invitados los invitados, los participantes en el simposio y toda la plantilla.

Importancia de la purificación de gases y el flujo de aire para los procesos LPBF

El segundo día comenzó con una felicitación en vídeo de Michael Kretschmer, Ministro Presidente del Estado Libre de Sajonia, por el aniversario de la exitosa empresa. Markus Wolf, de 2oneLab, Darmstadt, explicó la importancia de la purificación de gases y el flujo de aire para los procesos de fusión de lecho de polvo por láser (LPBF), que se utilizan en tecnología dental para la producción de coronas, entre otras cosas. En los procesos LPBF, finas capas de polvo metálico (de un grosor aproximado de 30 µm) se refunden mediante radiación láser. Para evitar la formación de óxido, el proceso debe realizarse bajo gas inerte y los humos resultantes, etc., deben extraerse. Sin extracción, se producirían piezas porosas.

Emisiones de partículas durante procesos de mecanizado por láser de alta velocidad

El Dr. Jörg Schille, de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Mittweida, describió cómo se registran, separan y analizan las emisiones de partículas durante los procesos de mecanizado por láser de alta velocidad. Dependiendo de la velocidad de ablación (varios g/min), estos procesos producen partículas con tamaños comprendidos entre 10 nm y 100 nm (media: 70 nm), es decir, polvo A. Este polvo puede permanecer suspendido en el aire durante mucho tiempo. Este polvo puede permanecer suspendido en el aire durante largos periodos de tiempo y contaminar los componentes del sistema y los productos. El polvo A también es respirable, por lo que existen valores límite. Por eso se requiere una extracción de alto rendimiento superior al 99,9 %. Con el desarrollo de una caja de flujo, ahora es posible (tras varias generaciones) trabajar limpiamente durante varias horas respetando los valores límite.

Ejemplos de procesos láser industriales

Markus WolfOlivierDitrich, 4Jet Technologies GmbH, Alsdorf, examinó los procesos láser industriales y el tratamiento de los residuos de ablación. Su empresa ofrece productos especializados para diversas aplicaciones, como el marcado de neumáticos mediante grabado láser y corrección de concentricidad, la limpieza por láser, el tratamiento del vidrio, la estructuración de células solares y la estructuración de superficies.

Eliminación del polvo de láser

Marissa Schlunska proporcionó información sobre la eliminación del polvo de láser: teoría y práctica. Empezó hablando de la clasificación de los residuos y de los requisitos de la Directiva sobre residuos y la Ley de gestión de residuos en ciclo cerrado, que exige el reciclado, que puede realizarse para los residuos que contienen metales mediante hidrólisis de metales y pirólisis. La eliminación del polvo de láser sigue planteando problemas. Esto se debe a que cuanto más fino es el polvo de láser, más peligroso es. Debe considerarse caso por caso. Las bases de datos de sustancias ayudan a la categorización. A la hora de planificar los filtros y el envasado, deben tenerse en cuenta las especificaciones de tratamiento pertinentes. Los residuos de polvo láser pueden modificarse mediante inertización para que dejen de ser sustancias peligrosas. La separación y la solidificación también son soluciones para el polvo de láser. También pueden surgir problemas con el número de código de los residuos durante su eliminación. Todavía no existe una solución de mejores prácticas para el polvo de láser.

Emisiones de metales traza y formas de minimizar la exposición

Ralf Heidenreich, del Instituto ILK de Tratamiento del Aire y Refrigeración de Dresde, examinó las emisiones de metales traza en los procesos de soldadura y láser y las posibilidades de reducir la exposición en relación con la introducción de nuevos valores límite para la exposición profesional, para la que también se está debatiendo un valor límite para los humos de soldadura. Por ejemplo, a menudo se supera el valor límite para el manganeso. Se requiere una extracción optimizada como parte de un concepto de tecnología del aire. Hasta la fecha han surgido problemas porque no existe ningún procedimiento de ensayo para determinar la eficacia de separación de los extractores industriales para el manganeso. Se trata de un reto metrológico. Según Ralf Heidenreich, un nuevo sistema de medición basado en un generador de aerosoles podría ser adecuado como fuente para las pruebas, algo que se está investigando actualmente.

Para concluir, el Dr. Stefan Jakschik dio las gracias a todos los visitantes del simposio, ya que fue su participación la que hizo que el acto fuera "realmente redondo". Hubo amplios y profundos debates entre los invitados y oportunidades para establecer contactos.

www.ult-symposium.de, www.ult.de, www.ilkdresden.de, www.2onelab.com/de, www.iwu.fraunhofer.de, www.cleanlaser.de, www.ziehl-abegg.com