Do napredne okolju prijazne površinske obdelave aluminija in aluminijevih zlitin za uporabo v letalski industriji tudi z znanjem raziskovalcev Instituta ”Jožef Stefan”
FerroČrtalič d. o. o. je družinsko podjetje s 55-letno tradicijo, ki se osredotoča na razvoj in proizvodnjo strojev za tehnologije površinske obdelave pod registrirano blagovno znamko FerroECOBlast Europe. Podjetje strankam po vsem svetu ponuja najboljše možne rešitve za obdelavo površin. Cilj podjetja je svetovanje, predstavitev najnovejših tehnoloških rešitev in izdelava orodij in opreme za površinsko obdelavo.
Cilj sodelovanja je bil ponuditi rešitev za po celem svetu prisotne težave povezane z nadomestitvijo potencialno nevarnih obdelav površin, ki temeljijo na kemijski osnovi z okolju prijaznimi in poceni nadomestnimi tehnologijami. V okviru projekta se je podjetje osredotočilo na razvoj tehnološko napredne predhodne obdelave površin v proizvodnem procesu za aluminij in njegove zlitine ter na oblikovanje konverzijske prevleke na osnovi cirkonija (ZrCC), ki se uporablja kot temeljni premaz za izboljšanje zaščite pred korozijo. Tehnologija te napredne površinske obdelave ne vsebuje kemikalij in je brez stranskih proizvodov. Uporabljene materiale je mogoče reciklirati in ponovno uporabiti v sistemu. Posledično so predvideni manjši vplivi na zdravje in okolje. Razvita tehnologija obdelave ima potencial preskoka tudi v druge industrijske panoge – ne samo letalske industrije – ter na druga proizvodna podjetja, s čimer povečuje konkurenčnost tehnologije in zmanjšuje nastajanje onesnaževanja. Zaradi povečane vzdržljivosti aluminija bo to vplivalo tudi na varnost v letalski industriji.
Rezultat sodelovanja
Inovativna tehnološka rešitev je v tehnologijo predobdelave površin uvedla čiščenje s suhim ledom ali suhim snegom ter mikrokovanje (shot peening) za izboljšanje mehanskih lastnosti – za doseganje večje trdnosti materiala ter podaljšanje življenjske dobe izdelkov – ter pridobljeno zaščito pred korozijo z ZrCC. Te tehnologije niso le poceni, enostavne za uporabo in nenevarne za okolje, ampak tudi zmanjšujejo odvisnost od surovin. Podatki XPS, SEM / EDS in TOF-SIMS, ki so bili pridobljeni med karakterizacijo površine pred in po različnih površinskih obdelavah, prikazujejo mehanizem postopka površinskega čiščenja s suhim ledom in poznejšim tvorjenjem ZrCC na površini aluminija. Elektrokemijske meritve so omogočile karakterizacijo in razumevanje procesa korozije za določanje kakovosti površine s predhodno obdelavo ali brez nje.
Za karakterizacijo fizikalnih in kemijskih lastnosti površine je bila opravljena ocena kemijske sestave, morfologije, hrapavosti, mikrotrdote in zmočljivosti. V skladu z industrijskimi standardi so bili izvedeni preizkusi korozije v komori za razprševanje soli. Rezultati so potrdili kakovost izdelave predhodno obdelanih in zaščitenih površin.
Povečani pogled na različno obdelane površine
Ključni dejavniki uspeha
Ključni dejavnik uspeha tega projekta je bila multidisciplinarnost podjetja in sodelujočih laboratorijev Instituta ”Jožef Stefan” – Odseka za fizikalno in organsko kemijo (K3) (Slovenija) in Joanneum Research (Avstrija). Vsi sodelujoči na projektu so imeli predhodne izkušnje s tehničnimi vprašanji v letalski industriji, zlasti s področja predhodne obdelave površin iz aluminijevih zlitin. Raziskovalci Odseka za fizikalno in organsko kemijo (K3) se tudi sicer ukvarjajo z raziskavami fizikalno-kemijskih procesov na površinah trdnih snovi, kjer pomembno mesto zavzemajo tudi vprašanja povezana s korozijo. Rešitev zapletenega problema je omogočil zgolj multidisciplinaren pristop pri iskanju ustrezne rešitve, kjer je znova pomembno vlogo odigralo znanje raziskovalcev Instituta ”Jožef Stefan”, ki so že tudi v preteklosti aktivno sodelovali z gospodarstvom, kar je predstavljalo odlično izhodišče pri naslavljanju tehnološkega problema podjetja.
Sistematičen in multidisciplinaren pristop je dal številne pomembne kvantitativne in kvalitativne rezultate glede možnosti uporabe okolju sprejemljivih naprednih tehnologij površinske predobdelave, kar je nakazalo nadaljnji razvoj nove tehnologije protikorozijske zaščite. Podjetje mora za ohranitev svoje konkurenčnosti in izpolnjevanja okoljskih standardov, sodelovati z zunanjimi visokotehnološko opremljenimi laboratoriji, tako, da se bo sodelovanje podjetja s tehnološkima centroma KET, nadaljevalo tudi v prihodnje. Pri tem izzivu in tudi sledečih, bo nadaljnja podpora Centra za prenos tehnologij in inovacij na Institutu ”Jožef Stefan’‘ z razvejano mrežo kontaktov in stikov s tehnološkimi centri tudi v prihodnje odigrala pomembno vlogo pri tehnoloških izzivih podjetja. Obenem pa tudi pri iskanju sogovornikov na Institutu ”Jožef Stefan”, ki bodo lahko našli odgovore na tehnološka vprašanja podjetja.
Površinska obdelava v praksi s pomočjo suhega ledu
Izvedba sodelovanja je potekala v okviru evropskega projekta KET4CleanProduction. Na uradni spletni strani si lahko ogledate tudi angleško različico besedila.
K vzpostavitvi in financiranju projekta je ključno prispeval Center za prenos tehnologij in inovacij na Institutu ”Jožef Stefan”.