Czy recyklaty można zgrzewać ultradźwiękowo?
To, czy i jak dobrze można spawać 100 procent recyklatów, zależy od danego materiału. Trudno o ogólne stwierdzenie, ponieważ każdy recyklat jest inny, a wielokrotne topienie może mieć negatywny wpływ na właściwości materiału. Do naszego laboratorium zleciliśmy wykonanie próbek z regranulatu i stwierdziliśmy, że możemy je wykorzystać do wykonania bardzo dobrych połączeń spawanych. Zasadniczo jesteśmy więc w stanie spawać ultradźwiękami 100% recyklatu.
Dlaczego wykonałeś te testy z recyklatem plastiku?
Chcieliśmy poczuć, co jest możliwe dzięki ultradźwiękom. Czy wynik w przypadku materiału pochodzącego z recyklingu będzie rzeczywiście gorszy niż w przypadku materiału standardowego? Czy musimy dostosować naszą technologię? To były pytania, które zadaliśmy sobie wcześniej. Oferujemy to naszym klientom jako usługę z góry. Zanim otrzymamy prośbę od klienta o użycie recyklatu, chcieliśmy wiedzieć, z czym mamy do czynienia. Teraz musimy zobaczyć, jak rozwija się rynek i jakie prośby będą do nas kierowane w przyszłości. Już dwa lata temu przeprowadziliśmy testy, które teraz przeprowadziliśmy na recyklatach z biotworzywami. Z tego samego powodu: chcemy być przygotowani.
Jak zorganizowałeś projekt recyklatu?
Celem było porównanie standardowego poliamidu z PA z recyklingu. Przede wszystkim musieliśmy znaleźć dostawcę, który dostarczy nam regranulat. Było to trudne, ponieważ zwykle mamy do czynienia ze standardowymi tworzywami sztucznymi w laboratorium PLASTICS dla standardowych materiałów. W końcu znaleźliśmy producenta wysokiej jakości przemiału tworzyw sztucznych z Badenii-Wirtembergii. Dzięki swojemu regranulatowi nasz partner Barlog był w stanie wyprodukować próbki testowe, które porównaliśmy z naszymi standardowymi próbkami testowymi PA. Następnie stworzyliśmy statystyczny projekt eksperymentów, DoE, z 18 różnymi grupami parametrów. Następnie przetestowaliśmy próbki na rozciąganie i porównaliśmy je.
Jakie wyniki osiągnąłeś?
Po każdym procesie spawania tworzyliśmy widoki przekrojów. Początkowo okazało się, że recyklat wygląda gorzej w przekroju. Pomiędzy górną i dolną częścią widać było płaszczyznę podziału. Standardowy materiał początkowo wykazywał znacznie bardziej jednorodną spoinę, bez widocznych płaszczyzn podziału na przekroju – część wygląda tak, jakby była wykonana z jednego odlewu. We wstępnych testach znaleźliśmy zestaw parametrów, który był odpowiedni dla obu materiałów jako parametr wyjściowy. Następnie stworzyliśmy DoE dla tego zestawu parametrów i spawaliśmy pięć części, każda z różnymi konfiguracjami parametrów. Ostatecznie uzyskaliśmy porównywalne wyniki w próbie rozciągania dla obu rodzajów materiałów. W rzeczywistości spodziewaliśmy się, że recyklat uzyska gorsze wyniki, zarówno w przekroju, jak i podczas próby rozciągania. Ale był zestaw parametrów, z którym można było uzyskać równie dobre wyniki.
Jak ważne jest, aby dokładnie wiedzieć, jaki masz recyklat plastiku?
Dla nas najważniejsze jest to, że jest to tworzywo termoplastyczne. Z karty katalogowej regranulatu można wyczytać kilka rzeczy, na przykład o właściwościach mechanicznych i termicznych. Jednak w arkuszu danych nie można znaleźć rzeczywistego wskaźnika jakości spawalności. Pokaże się tylko test. To jest również powód, dla którego istnieją laboratoria ultradźwiękowe. Klienci przychodzą do nas na testy spawalnicze, sprawdzające właściwości procesu i spełnienie ich wymagań. Istnieje oczywiście duże doświadczenie wewnętrzne, wynikające z wielu lat ultradźwięków, więc wiele rzeczy możemy ocenić z dużym wyprzedzeniem. Ale jeśli chodzi o spawalność materiałów pochodzących z recyklingu, w naszym laboratorium PLASTICS wkroczyliśmy na nowe szlaki.
Wspomniałeś o próbach z bioplastikami. Jakie były tam wyniki?
Podobnie jak w przypadku recyklatu nie chcieliśmy czekać, aż klient zgłosi się do nas z takim projektem. W tym czasie mieliśmy próbki testowe wykonane z trzech różnych bioplastików. Dwie były blendami, czyli nie czystymi bioplastikami, a jeden materiał składał się w stu procentach z biopolimerów. Testy wykazały, że mieszanki były dość zbliżone do standardowych tworzyw sztucznych. Czysty bioplastik spisał się tylko o połowę lepiej pod względem siły rozciągającej. Niemniej jednak wyniki mieściły się w zakresie wystarczającym dla wielu rodzajów zastosowań.
Jaki wpływ miałoby to na gospodarkę o obiegu zamkniętym, gdyby w przyszłości możliwe było przetwarzanie recyklatów i biotworzyw na dużą skalę?
