Ein hochinteressantes Portfolio von Beiträgen – so die Meinung beeindruckter Teilnehmer am 3. Symposium der ULT Umwelt- und Lufttechnik AG in Löbau. Das Thema „Lufttechnik für Zukunftstechnologien“ hat über 80 Experten aus industrieller Praxis und aus der Wissenschaft zusammengeführt. Ob Lasermaterialbearbeitung, neue Produktionstechnologien für Elektromobilität, wie etwa die Fertigung der Lithium-Ionen-Batterien oder die Herstellung riesiger Kunststoffrohre für Fernwasserleitungen: Neue Technologien verlangen neue Antworten für die Sicherheit der Prozesse und für die Gesundheit des Produktionspersonales. Feinstaub und Nanopartikel dürfen nicht freigesetzt werden.
Problemfeld Ultrafeine Partikel
Mit dem Beitrag des Institutes für Arbeitsschutz (IFA) Sankt Augustin hat Herr Arno Goebel für klare Begriffe gesorgt: Ultrafeine Partikel (UFP) sind Feststoffaerosole mit Durchmessern
Bis heute sind die toxikologischen Auswirkungen von UFP und Nanopartikeln nicht eindeutig zu bewerten, obwohl Hinweise auf die Verursachung von Atemwegserkrankungen bestehen. Einen verbindlichen Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) gibt es also noch nicht. Dennoch ist jeder Betreiber von UFP-verursachenden Fertigungseinrichtungen gut beraten, das Vorsorgeprinzip umzusetzen und bereits heute für eine feinstaubarme Arbeitsatmosphäre zu sorgen.
Die Forschungen zum Einsatz wirksamer Filtermedien in Systemen der Luftreinhaltung sind vielfältig. Nach den Erkenntnissen des IFA zeigten Filtermedien aus Glasfasern noch die höchsten Abscheidegrade für UFP.
Die systematische Untersuchung der Abscheidetechnik und der Art und Weise der Messung von UFP ist Gegenstand umfangreicher Arbeiten des Instituts für Luft- und Kältetechnik (ILK) in Dresden. Die Messungen erfolgen anhand unterschiedlicher praktischer Anwendungen, darunter bei der Laserbearbeitung von Stahl (Laserrauch), bei spanender Hochleistungsbearbeitung mit Kühlschmierstoff (Ölnebelaerosole) oder bei der mechanischen Trockenbearbeitung von großformatigen glasfaserverstärkten Kunststoffteilen (polymere Schadgase und Glasfilamente). Die interdisziplinären Forschungen geben den beteiligten Entwicklungsingenieuren des Projektpartners ULT AG direkt umsetzbare Erkenntnisse auf die optimale Auslegung von Luftfilteranlagen hinsichtlich Abscheidegrad, Lebensdauer und Energieeffizienz.
Batteriefertigung
Ein fachübergreifendes Interesse entwickelten alle Teilnehmer des Symposiums für die Themen der Elektromobilität. Mit der Kompetenz des Werkzeugmaschinenlabors der RWTH Aachen vermittelte Herr Heiner Hans Heimes einen fundierten Überblick über die Technologien und kommende Produktionskonzepte. Die Kernthemen des Zentrums für Elektromobilproduktion sind die Fertigung der Batterie, des Elektromotors und des Gesamtfahrzeuges. Ganz unterschiedliche Fertigungsstufen wie etwa Laserschweißen beim Kontaktieren von Batteriezellen oder das Fügen der Kunststoffbeplankung an die Space-Frame-Struktur zeigen die Verbindung von Lasertechnologie und Werkstoff Kunststoff – mit den besonderen Herausforderungen der Beseitigung ultrafeiner Partikel.
Noch deutlicher wurde Frau Dr. Mareike Wolter vom Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme, IKTS Dresden. Die Forscher beschäftigen sich sowohl mit der Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien als auch mit den Herausforderungen bei der Verarbeitung nanoskaliger Ausgangsstoffe, darunter Lithium-Eisenphosphat, Graphit und Ruß und erheben Forderungen an die technischen Schutzmaßnahmen wie etwa geschlossene Anlagen, Quellenabsaugung und Lüftungsmaßnahmen.
Wieder zeigt sich: neue Produkte und Technologien haben die Tendenz zu nanoskaligen Primärpartikeln und stellen neue Prozessanforderungen. Eine zentrale Aufgabe für die Prozessentwickler resultiert aus dem Druck auf die Fertigungskosten. Das Preisgefüge der Lithium-Technik bremst heute noch einen baldigen Durchbruch der Elektromobilität.
Energieeffiziens und Luftfiltertechnik
Zum Themenkreis Luftfilterbau und Ventilatorentechnik, insbesondere mit Hinblick auf die Energieeffizienz, haben die Beiträge der Marktführer auf diesem Gebiet die Bedeutung des lufttechnischen Symposiums der ULT AG unterstrichen.
Nach den Untersuchungen von Malte Schuldt, HS Luftfilterbau, Kiel, sind die Energiekosten zu 60 bis 90 % für die Kosten der Luftfiltration verantwortlich. Ein idealer Filter hat demzufolge wenig Filterwiderstand, hohes Speichervermögen, geringe Anschaffungskosten und maximale Effizienz gegen Stäube und Partikel. Die Forschungen des Filterherstellers sind bestimmt von der Suche nach dem besseren Filtermedium und der besseren Filterkonstruktion. In die komplexe Berechnung des Wirkungsgrades eines Filters gehen demnach Messgrößen wie Druckdifferenz, Betriebsdauer und Energieverbrauch ein.
Auch die Ventilatorentechnik bezieht ihren Fortschritt aus der Reduzierung des Energieverbrauches. Der Beitrag von Gerhard Gauß, EBM-Papst, Mulfingen, zeigt die Angriffspunkte für die Innovationen in der Ventilatortechnik. Strömungstechnisch sind das völlig neue Geometrien der Radialventilatoren aus faserverstärkten Kunststoffen und motortechnisch kompakt gebaute, innen laufende elektronisch kommutierte Motoren. Der neuartige Radialventilator verbraucht 40 % weniger Energie als bisher. Die mechanischen Schnittstellen sind baugleich zur bisherigen Reihe, so dass die stromsparende Technik in bestehende Anlagen nachgerüstet werden kann.
Der Laser und exotische Werkstoffe
Mit seinem Beitrag „Neue Laseranwendungen erobern die Fertigung“ brachte Holger Hasse im abschließenden Beitrag den Geist des Symposiums auf den Punkt. Die Laseranlagen der Eurolaser GmbH aus Lüneburg überwinden Branchengrenzen.
Der Laser arbeitet berührungslos, es gibt kaum Materialverzug, keinen Werkzeugverschleiß, keine Krafteinwirkung auf das Material, es muss nichts eingespannt werden, etc. Eine Vielfalt von Werkstoffen kann bearbeitet werden. Je „exotischer“ der Werkstoff, desto höher die Anforderung zur Erfassung der Schadstoffe am Ort der Entstehung und die Ausfilterung aus der Atmosphäre: energiesparend, mit geringen Kosten – ein Fall für ULT Luftreinigungstechnik, mit der Eurolaser seit Jahren arbeitet.
Dr. Volker Türschmann
(hb)
