Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
Ali lahko led nadomesti pesek in druge abrazive pri industrijskem čiščenju ter obdelavi materialov?
Raziskovalci Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani so pokazali, da lahko skrbno pripravljeni ledeni delci učinkovito odstranjujejo material brez kontaminacije površine, ki je značilna za klasične abrazive. Ugotovitve odpirajo pot k čistejšim, trajnostnim in okolju prijaznejšim tehnologijam obdelave površin.
Za rezanje, čiščenje in površinsko obdelavo industrija uporablja predvsem abrazive, kot so granat, korund in silicijev karbid. Ti materiali omogočajo učinkovito obdelavo, vendar lahko na obdelovani površini puščajo ostanke abraziva, hkrati pa predstavljajo glavni vir odpadkov, ki nastanejo med procesom.
V zadnjih letih se zato razvijajo alternativne tehnologije, med katerimi je tudi uporaba ledenih delcev kot abraziva. Led se po uporabi stopi v vodo in ne pušča ostankov na obdelani površini, kar predstavlja pomembno prednost pri aplikacijah z visokimi zahtevami glede čistosti.
Raziskovalci Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani so v objavljenem članku [1] v reviji Wear predstavili sistematično raziskavo vpliva lastnosti ledenih delcev na njihovo erozijsko učinkovitost. Preučevali so vpliv temperature, velikosti, oblike in kakovosti ledu na poškodbe površin duktilnega aluminija in krhkega stekla. Pri poskusih so uporabljali različne vrste ledenih delcev, njihove hitrosti merili z visoko hitrostno kamero in metodami računalniške analize gibanja, nastale poškodbe pa ovrednotili z optično mikroskopijo.
Rezultati so pokazali, da je učinkovitost ledenega abraziva močno odvisna od kombinacije lastnosti delcev in vrste obdelovanega materiala. Pri aluminiju so najboljše rezultate dosegli srednje veliki oglati delci iz destilirane, razplinjene vode, ohlajeni na temperaturo tekočega dušika. Pri steklu pa so se kot najbolj učinkoviti izkazali najmanjši sferični delci, kjer ima pomembnejšo vlogo pogostost trkov kot energija posameznega delca.
Raziskava kaže, da led ni zgolj okolju prijazna alternativa klasičnim abrazivom, temveč material, katerega lastnosti lahko načrtno prilagajamo za doseganje različnih učinkov obdelave.
Pridobljena spoznanja predstavljajo pomemben korak pri razvoju tehnologij ledenega peskanja in lednega abrazivnega vodnega curka, ki bi lahko v prihodnosti omogočile učinkovitejše in bolj trajnostne postopke obdelave materialov v številnih industrijskih panogah.
Viri:
1: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043164826001924
Povzeto po:
https://www.fs.uni-lj.si/sporocila-za-javnost/led-kot-okolju-prijazen-abraziv-prihodnosti/
