laserreiän valmistusprosessi
Fraunhofer ILT käynnisti SimConDrill-projektin, jossa maailman ensimmäinen laserleikattu mikromuovisuodatin valmistetaan läheisessä yhteistyössä johtavien teollisuusyritysten kanssa. Nyt tuotetta testataan todellisissa olosuhteissa jätevedenpuhdistamoilla. Näkökulmassa tekniikka voi olla läpimurto vedenpuhdistuksen ja -käsittelyn alalla.
Ohuimman lasersäteen avulla suodattimeen tehdään 59 miljoonaa reikää, joiden halkaisija on vain 10 mikronia. Hieno poraustekniikka sai alkunsa Fraunhofer Institute for Laser Technologysta (ILT). Insinöörit eivät pysähtyneet tähän ja suunnittelevat tuotannon laajentamista. Ne ovat myös avoimia vierailijoille - kuka tahansa voi vierailla Laser World of Photonics -osaston Fraunhofer A6.441 -osastolla saadakseen lisätietoja tekniikasta ja itse suodattimesta.
Miksi vaivautua poraamaan kymmeniä miljoonia reikiä tavalliseen vedensuodattimeen? Ongelmana on, että edes nykyaikaiset jätevedenpuhdistamot eivät vieläkään pysty puhdistamaan jätevettä kunnolla mikroskooppisista muoviepäpuhtauksista. Pienen kokonsa ansiosta ne kulkevat pienimpien suodattimien läpi ilman vastusta. Kyseisen kehityksen myötä kaikki voi kuitenkin muuttua, ja hiukkaset, joiden halkaisija on yli 10 mikronia, eivät pääse kulkemaan.
59 miljoonan mikroskooppisen reiän poraus ei ole helppo tai nopea tehtävä. Samaan aikaan insinöörit ovat löytäneet tavan maksimoida suodattimien valmistuksen tehokkuutta laserteknologian avulla. Tätä varten käytetään monisädelaseria, joka ei samanaikaisesti poraa yhtä reikää, vaan useita kerralla, jotka muodostavat matriisin. Se on valmiiksi luotu tietokoneella ja koottu monimutkaisen optisen järjestelmän kautta.
Veden puhdistamisen ongelma muovista on akuutti nykyään
Fraunhofer ILT:n henkilökunta pystyi leikkaamaan 144 reikää samanaikaisesti ultralyhyillä pulsseilla TruMicro 5280 Femto Edition -laserkoneella. Tämän tekniikan käyttö moninkertaistaa tuotannon nopeuden, mikä auttaa suuresti massatuotantoa.
Massatuotannon osalta tutkijat tekevät parhaillaan yhteistyötä kuuden teollisuusyrityksen kanssa selvittääkseen, kuinka ainutlaatuinen laserporausmenetelmä voidaan integroida tuotantolaitteisiin ja nopeuttaa prosessia 20-25-kertaiseksi. Heti kun tämä tehtävä on ratkaistu, voimme nähdä mikromuovisuodattimien sarjatuotannon.