La RWTH Aachen University si affida alla tecnologia di pulizia di SCHWING Technologies by Nicola LeffelsendDirectIndustry

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Lo sviluppo di fibre innovative ad alte prestazioni e di prodotti a base di fibre è il fulcro della ricerca dell'Istituto di Tecnologia Tessile (ITA) presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica Tessile della RWTH Aachen University. Il team è guidato dal Dr.-Ing. Pavan Kumar Manvi e dal Dr.-Ing. Franz Pursche, che conduce ricerche nel campo delle tecnologie di filatura per multi e monofili per lo sviluppo di fibre innovative. Il loro focus è sulle fibre ad alte prestazioni e sostenibili con nuovi profili di proprietà e ampie possibilità di applicazione. Queste includono la costruzione leggera, la mobilità, la salute, la costruzione e l'alloggiamento, l'energia e l'informazione, nonché la comunicazione. I test vengono eseguiti con tutti i tipi di polimeri termoplastici. Si va dalle materie plastiche di base ai polimeri a base biologica e ai polimeri riciclati. Nell'impianto pilota dell'Istituto, i ricercatori utilizzano attrezzature per la filatura a fusione che vanno dalla scala da laboratorio a quella dell'impianto pilota, impiegando viti, filatoi completi di alloggiamenti per la filatura e pompe per la filatura

Al fine di garantire una rimozione rapida e affidabile dei polimeri termoplastici, un sistema compatto di pirolisi sottovuoto di SCHWING Technologies è disponibile da diversi mesi per i test della tecnologia di filatura. Nel giro di poche ore, il VACUCLEAN COMPACT rimuove tutto il polimero aderente in una sola operazione. Il processo completamente automatico pulisce in modo sicuro e delicato ad un massimo di 450 gradi Celsius con pirolisi sottovuoto e ossidazione. La capacità di carico è un massimo di 50 kg di peso del pezzo. Le parti della macchina pulite possono essere riportate al processo di prova dopo il post-trattamento in un bagno ad ultrasuoni o mediante sabbiatura.

Per produrre nuovi sistemi di materiali a base di fibre, gli impianti dell'impianto pilota e del laboratorio di prova funzionano su scala industriale e di laboratorio. L'istituto conduce ricerche per sviluppare nuovi sistemi di materiali a base di fibre utilizzando la tecnologia delle macchine attuali e digitalizzate. Le aree di interesse vanno dalla funzionalizzazione, ai nuovi materiali, alla sostenibilità e al riciclaggio, all'ottimizzazione dei processi e all'upscaling dei processi. I test vengono eseguiti su scala industriale e di laboratorio - compreso un progetto attuale del settore sanitario sul tema delle "setole altamente pulibili per spazzolini da denti". Il team guidato dal Dr. Franz Pursche, responsabile di Monofilament Technologies, sta studiando come le prestazioni di pulizia possono essere ottimizzate utilizzando una speciale geometria dei filamenti. "Per produrre i filamenti sono necessari ugelli speciali", spiega il Dr. Pursche. "Essi consistono in geometrie di canali complessi. In termini di pulizia, essi richiedono un'unità di pirolisi moderna ed affidabile"

Le parti della macchina utilizzate vengono cambiate o pulite in media tre volte alla settimana. Nel fare questo, il primo passo è quello di permettere alle parti degli ugelli dei sistemi di filatura di raffreddarsi, smontarle e trasportarle all'unità di pirolisi. Nel progetto di ricerca vengono sottoposti a manutenzione circa 10-25 kg di parti metalliche per ogni ciclo di pulizia. Una volta che le parti degli ugelli sono posizionate correttamente nel sistema di pulizia, la porta viene chiusa, il programma viene selezionato e viene avviata la pirolisi sottovuoto completamente automatica. La pulizia avviene in una camera di pulizia sottovuoto riscaldata elettricamente, la cui temperatura viene misurata direttamente sulle parti della macchina. In primo luogo, il sistema si riscalda lentamente e delicatamente sotto vuoto. Il processo di pirolisi vero e proprio inizia solo a circa 440 gradi Celsius. L'eventuale carbonio residuo viene rimosso con una successiva fase di ossidazione a circa 450 gradi Celsius. Tutto questo avviene in modo completamente automatico, richiede circa cinque o sei ore e non lascia praticamente alcun residuo. Per risparmiare tempo, il processo di pulizia presso l'ITA funziona di solito durante la notte. Successivamente, le parti dell'ugello devono essere lasciate raffreddare, sabbiate, pulite in un bagno a ultrasuoni e infine ispezionate al microscopio.

A causa dell'elevato utilizzo dell'impianto ITA di quasi il 100 percento all'anno, il lavoro di supporto per la preparazione alla filatura deve essere svolto con un grado di affidabilità molto elevato. Ciò include anche la pulizia degli ugelli. "Nel peggiore dei casi, un ugello che non viene pulito porta a delle pause di filatura, mettendo a rischio non solo giorni di prova ma intere settimane", descrive Peter Rüdiger, un membro del team di ricerca. Il Dr. Manvi, responsabile del Centro Tecnologico di Filatura, aggiunge che in altri casi sia la formazione del filamento che le proprietà del filamento ad esso associate sono influenzate negativamente. Pertanto, le variabili che influenzano il processo possono essere studiate solo in modo non ottimale. Inoltre, il breve periodo di pulizia ci supporta anche nell'avvio di nuove prove". Questo è particolarmente importante per quanto riguarda lo sviluppo di nuove geometrie di ugelli. Per la pulizia ci affidiamo a questo scopo alla tecnologia ecologica e a basse emissioni con gas di scarico puliti e senza contaminazioni", conclude il Dr. Manvi.

Il sistema di pirolisi sottovuoto pesa solo circa 750 kg e, a 100 x 125 x 245 cm (L x P x A), è solo leggermente più grande di un frigorifero spazioso. Tutti i componenti essenziali sono integrati all'interno del sistema per risparmiare spazio: essi comprendono una sezione catalizzatrice, una pompa per il vuoto, un armadio di controllo e gli accessori, nonché la camera di pulizia di 50 x 50 x 35 cm (L x P x A), compresa la piattaforma di carico. Il sistema è comodamente controllato tramite un pannello HMI con schermo tattile. Grazie ad un sistema a semaforo esterno, gli utenti possono sempre tenere d'occhio lo stato di pulizia, anche a distanza. Con il nuovo sistema, azionato elettricamente e facile da installare, il team di ingegneri della SCHWING risponde alla crescente domanda a livello internazionale, soprattutto per i sistemi più compatti. Oltre al sistema di piccolo formato, la tecnologia di pirolisi sottovuoto SCHWING viene già utilizzata in diversi istituti di tecnologia tessile. Oltre all'Istituto per la tecnologia tessile dell'Università RWTH di Aquisgrana, questo include l'Istituto per le macchine tessili e la tecnologia dei materiali tessili ad alte prestazioni della TU di Dresda. Un altro utente di SCHWING è il centro europeo CETI Centre Européen des Textiles Innovants con sede a Lille, Francia.

SCHWING Technologies opera da oltre 50 anni ed è leader tecnologico a livello mondiale per i sistemi ad alta temperatura per la pulizia termica, la finitura termochimica e il trattamento termico di parti metalliche e utensili. Gli amministratori delegati sono Ewald Schwing, Thomas Schwing e Alfred Schillert. L'azienda, gestita dal proprietario, progetta, produce e gestisce i sistemi presso la sede centrale di Neukirchen-Vluyn, nella regione tedesca del Basso Reno. Costruita sulla base dei risultati dell'ingegneria tedesca, l'azienda di medie dimensioni è lo specialista più noto a livello mondiale nella rimozione delle materie plastiche. Tra i circa 2.500 clienti internazionali di SCHWING vi sono aziende dell'industria delle materie plastiche e delle fibre, nonché del settore chimico e automobilistico. Per ogni esigenza di pulizia, l'azienda con i suoi circa 80 dipendenti offre la migliore tecnologia e soluzione di pulizia economicamente, ecologicamente e qualitativamente migliore. SCHWING è anche un partner affidabile per la pulizia a contratto, lavorando ogni anno oltre 250.000 utensili e pezzi di ricambio secondo i più alti standard ambientali e qualitativi. Fondata nel 1969, l'azienda festeggia il suo 50° anniversario nel 2019 e nello stesso anno ha aperto la SCHWING Technologies North America Inc., una nuova società di vendita negli USA.

L'Istituto di Tecnologia Tessile dell'Università RWTH di Aquisgrana (ITA) è una struttura universitaria di ricerca e di insegnamento e il nucleo del Gruppo ITA, www.ita.rwth-aachen.de. Il Gruppo ITA si considera un fornitore di servizi di ricerca e formazione attivo a livello internazionale con circa 400 dipendenti per i materiali ad alte prestazioni a base di fibre, i semilavorati tessili e i loro processi di produzione

Parole chiave: Ricerca, RWTH Aachen University, Istituto di Tecnologia Tessile, ITA, VACUCLEAN COMPACT, sistema di pirolisi sottovuoto, pulizia termica, poliestere, poliammide, poliolefina, polimero riciclato, rimozione della plastica, pulizia di parti di macchine, spinnerets, viti, pompe per filatura

Maggiori informazioni

Parti di macchine dell'Istituto di Tecnologia Tessile ITA prima della pulizia termica. Crediti immagine: Tecnologie di SCHWING

Parti di macchine dell'Istituto di Tecnologia Tessile ITA dopo la pulizia termica. Crediti immagine: Tecnologie di SCHWING

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La RWTH Aachen University si affida alla tecnologia di pulizia di SCHWING Technologies

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