Druk 3D wykorzystujący celulozę: przyszłość izolacji elektrycznej
Rośnie potrzeba opracowania skutecznych i zrównoważonych procesów produkcji dla europejskiego przemysłu izolacji elektrycznej, co zachęciło naukowców do poszukiwania nowych rozwiązań, które nie będą oparte na paliwach kopalnych. W produkcji elementów izolacyjnych często wykorzystuje się celulozę – podstawowy składnik budulcowy ściany komórkowej roślin, a zarazem najpowszechniejszy naturalnie występujący związek organiczny na Ziemi. Ten odnawialny materiał leśny znajduje dziś zastosowanie przede wszystkim w produkcji papieru, opakowań i tekstyliów. Zalety wykorzystywania celulozy do wytwarzania elementów izolacyjnych wynikają z jej wyjątkowych właściwości takich jak wysoka czystość, wytrzymałość i długa żywotność materiału w temperaturze roboczej. Jednak produkcja materiałów celulozowych nie jest pozbawiona wad: jest złożona, a także wymaga dużego nakładu pracy, czasu, energii i surowców. Ponadto w procesie wytwarzania elementów izolacyjnych wykorzystuje się setki, a nawet tysiące różnych form.
Zalety drukowania przestrzennego
Problem ten rozwiązać może technologia drukowania przestrzennego z celulozy, która nie wymaga zastosowania jakichkolwiek form, a jednocześnie znacząco ogranicza złożoność procesu produkcji. Taki właśnie cel przyświeca zespołowi finansowanego przez UE projektu NOVUM, który opracowuje nowatorską linię pilotażową dla produkcji zaawansowanych elementów izolacji elektrycznej bazujących na celulozie. Jak podano na stronie projektu, nowa linia pilotażowa znacząco zwiększy wydajność, produktywność i elastyczność procesu. Ponadto zastąpienie pracy manualnej zautomatyzowanym procesem ograniczy czas produkcji o 40 %, ilość odpadów o 60 %, zużycie energii o 20 % i koszty operacyjne do 40 %.
Właściwości materiałów opartych na celulozie
Opracowane w ramach projektu materiały celulozowe nie zawierają ropopochodnych dodatków i są w pełni oparte na biomasie. Jak czytamy w artykule opublikowanym na stronie 3Dprint.com termoplastyczne materiały „zawierają pochodne celulozy, proszki celulozowe i bioplastyfikatory”. Chociaż ich zawartość celulozy jest o 60 % wyższa niż w przypadku innych dostępnych na rynku rozwiązań, „oferują taką samą lub nawet większą wytrzymałość”. Co więcej, dzięki „zmianie składu elementów lub odpowiednich proporcji różnych komponentów” materiały mogą być dostosowywane do konkretnych potrzeb. Z artykułu dowiadujemy się, że zespół projektu NOVUM (Pilot line based on novel manufacturing technologies for cellulose-based electrical insulation components) chce także opracować proces wytwarzania addytywnego materiałów opartych na celulozie, które znajdą zastosowanie w przemyśle morskim i motoryzacyjnym. „Jest to zupełna nowość w przemyśle morskim. Technologia będzie wykorzystywana do drukowania na zamówienie zewnętrznych elementów dekoracyjnych dla statków wycieczkowych. Z kolei w motoryzacji stanowić będzie zrównoważoną alternatywę dla materiałów opartych na paliwach kopalnych”. Właśnie mija czwarty rok realizacji zapoczątkowanego w październiku 2017 roku projektu NOVUM. Prace nad nim zakończą się w marcu 2022 roku. Więcej informacji: strona projektu NOVUM
Słowa kluczowe
NOVUM, celuloza, izolacja elektryczna, drukowanie przestrzenne, produkcja
