Asiakkaan menestystarina
Reologia, innovaatio ja alueellinen yhteistyö: biomuovien ja kierrätysmateriaalien tulevaisuuden edistäjinä
Miten tutkimus, koulutus, teollisuus ja materiaalien edistyksellinen karakterisointi voivat toimia yhdessä kestävämpien polymeerien kehittämisen vauhdittamiseksi? Ranskan Auvergne-Rhône-Alpesin alueella Green Business and Consulting Company, Jean Zayn teknillinen lukio, Clermont Auvergne INP ja NETZSCH ovat yhdistäneet voimansa luodakseen yhteistyöalustan, joka keskittyy biomuoveihin, kierrätysmateriaaleihin ja muovinjalostukseen. Yhteistyön keskiössä on reologia – materiaalien perustason ymmärtämisen yhdistäminen todellisiin teollisiin prosessiohjeisiin.
Tässä asiakastarinassa Green Business and Consulting Company -yrityksen toimitusjohtaja Laurent Massacrier kertoo, kuinka toisiaan täydentävä asiantuntemus sekä edistyksellinen rotaatio- ja kapillaarireometria tukevat seuraavan sukupolven kestävien polymeerien kehittämistä.
“NETZSCH:n kehittyneen RH7-kapillaarireometrin ansiosta pystymme tuottamaan tarkkoja reologisia tietoja simulointiohjelmistoja varten ja tukemaan muottien kehittämistä, jotta voidaan tutkia biopolymeerien ruiskupuristusta todellisissa prosessointiolosuhteissa. Tämä auttaa ennakoimaan ja ehkäisemään teollisuudessa esiintyviä haasteita.”
Kestävän kehityksen haasteisiin vastaaminen materiaalitieteen avulla
Nopeasti muuttuvassa teollisuus- ja sääntely-ympäristössä polymeerimateriaalien syvällinen ymmärtäminen on noussut innovaatioiden keskeiseksi ajuriksi. Kun teollisuudenalat pyrkivät saavuttamaan kunnianhimoisia kestävyys-, kiertotalous- ja suorituskykytavoitteita, edistyneellä materiaalien karakterisoinnilla on yhä strategisempi rooli.
Tämän tavoitteen saavuttamiseksi Green Business and Consulting Company(), joka on erikoistunut ympäristövastuullisten ratkaisujen kehittämiseen – mukaan lukien biomateriaalit ja biomuovit (biopohjaiset ja/tai biohajoavat) sekä kierrätysmuovit – on käynnistänyt ainutlaatuisen teknisen ja tieteellisen yhteistyöhankkeen Ranskan Auvergne-Rhône-Alpesin alueella.
Tämä aloite yhdistää neljä kumppania, joiden toisiaan täydentävä asiantuntemus luo vahvan innovaatioekosysteemin:
- Green Business and Consulting Company, biomuovien ja niiden kehittämisen asiantuntija, jolla on vahva osaaminen ekosuunnittelusta ja elinkaariarvioinnista (LCA)
- Jean Zay -tekniikan lukio (Thiersissä), tunnustettu osaamiskeskus muovinkäsittelyn opetuksessa ja teknisessä koulutuksessa;
- Clermont Auvergne INP, johtava insinööri-instituutti, joka yhdistää maailmanluokan tutkimuksen teolliseen innovaatioiden siirtoon;
- NETZSCH, edistyneiden reologisten testaustekniikoiden maailmanlaajuinen markkinajohtaja.
Yhteinen asiantuntemus yhdistää: reologia
Tämän yhteistyön ytimessä on reologia, eli materiaalien virtausta ja muodonmuutosta käsittelevä tiede. Reologia toimii keskeisenä linkkinä akateemisen tutkimuksen ja teollisen sovelluksen välillä ja tarjoaa ratkaisevia näkemyksiä monimutkaisten polymeerijärjestelmien käyttäytymisestä.
Tämä asiantuntemus on erityisen tärkeää uusille materiaaleille, kuten biomuoveille ja kierrätyspolymeereille, joiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet voivat vaihdella merkittävästi koostumuksen, mikrorakenteen ja prosessointiehtojen mukaan.
Kehittyneen karakterisoinnin merkitystä korostavat entisestään tulevat vaatimukset, jotka sisältyvät elokuussa 2026 voimaan astuvaan eurooppalaiseen pakkaus- ja pakkausjätteiden asetukseen (PPWR). Asetus asettaa tulevina vuosina tiukempia velvoitteita kierrätettyjen ja kestävien materiaalien käytölle pakkauksissa.
Vastatakseen näihin haasteisiin kumppanit yhdistivät voimansa koulutuksen, tutkimuksen, materiaali-innovaatioiden ja metrologian aloilla ja loivat yhteistyöalustan, joka kykenee vauhdittamaan seuraavan sukupolven kestävien polymeerien kehittämistä.
Kehittynyt mittaustekniikka: tiedon ja suorituskyvyn edistäjä
NETZSCH Kinexus Prime Pro+ -kiertoreometri
Institut Pascalin GePEB-tutkimusryhmän tutkijoiden kehittämä pyörivän reometrian tieteellinen osaaminen hyödynnetään Polytech Clermontissa (Clermont Auvergne INP) toimivan Gen’Mat-teknologiansiirtoalustan kautta, jota johtaa Fabrice Audonnet. Nämä laitteet on hankittu insinööriopetuksen tukemiseen tarkoitetun AMI CMA:n ”Académie des Mobilités” -rahoitusohjelman kautta, ja niitä käytetään materiaalien edistyneeseen karakterisointiin sekä CA INP:n insinööriopiskelijoiden koulutuksessa että akateemisessa tutkimuksessa.
NETZSCH in Kinexus Prime Pro+ -kiertoreometri, joka on varustettu HTC Prime -uunilla, tarjoaa perustietoa materiaalin rakenteesta ja käyttäytymisestä alhaisissa leikkausolosuhteissa. Järjestelmä mahdollistaa tärkeiden ominaisuuksien tarkan mittaamisen, kuten:
- dynaaminen viskositeetti;
- viskoelastiset moduulit;
- fysikaaliset siirtymät, mukaan lukien virtausominaisuudet ja elastisuus.
Vakiintuneena reologisen analyysin työkaluna se tukee kehittyneiden polymeeriformulaatioiden ymmärtämistä ja kehittämistä (ks. kuva 1, jossa käsitellään ikääntymiseen liittyviä ominaisuuksia).
NETZSCH Rosand RH7 -kapillaarireometri: merkittävä teknologinen harppaus
NETZSCH n Rosand RH7 -kapillaarireometrin hankinta (ks. kuva 2) Frédéric Fraissen teknisen tuen avulla on merkittävä askel kohti todellisten teollisten prosessointiolosuhteiden, kuten suulakepuristuksen ja ruiskuvalun, toistamista.
Laitteen avulla voidaan määrittää sulan tilan keskeisiä ominaisuuksia, kuten:
- leikkaus- ja venymisviskositeetti korkeapaineolosuhteissa;
- elastinen käyttäytyminen ja virtausprofiilit laajalla leikkausnopeusalueella (ks. kuva 3);
- pVT-ominaisuudet (paine-tilavuus-lämpötila), jotka ovat välttämättömiä materiaalin puristuvuuden ja lämpölaajenemisen mallintamisessa.
Nämä mittaukset tuottavat erittäin tarkkoja tietoja prosessisimuloinnille, työkalujen suunnittelulle ja osien valmistukselle, mikä lopulta parantaa tuotteiden laatua ja lyhentää kehitysaikaa.
“Kinexus Prime Pro+ -laitteen ja Rosand RH7 -laitteen integrointi Gen'Mat-alustaan yhdistää Institut Pascalin (GePEB) perustutkimuksen teollisiin sovelluksiin. Se tarjoaa Polytech Clermontin insinööriopiskelijoille ja teollisille kumppaneillemme pääsyn huipputason karakterisointimenetelmiin, jotka ovat välttämättömiä siirtymisessä kohti kestäviä polymeerejä.”
Toisiaan täydentävät teknologiat, jotka tarjoavat kattavan ymmärryksen materiaaleista
Pyörivän ja kapillaarisen reometrian yhdistelmä tarjoaa laajan ja toisiaan täydentävän analyysivalikoiman.
Rotaatioreometria on erityisen arvokasta tutkittaessa materiaalin käyttäytymistä alhaisilla muodonmuutosnopeuksilla ja määritettäessä viskoelastisia ominaisuuksia.
Kapillaarireometria puolestaan tarjoaa kriittistä tietoa teollisessa prosessoinnissa esiintyvissä vaativissa olosuhteissa, joissa materiaalit altistuvat suurille leikkausnopeuksille ja korkeille lämpötiloille.
Yhdessä nämä tekniikat mahdollistavat kattavan reologisen karakterisoinnin yhdistämällä materiaalin perusominaisuudet, kuten viskositeetin, elastisuuden ja kiinteän aineen ja nesteen väliset siirtymät, keskeisiin prosessiparametreihin, kuten paineeseen, lämpötilaan, tilavuuteen ja virtausnopeuteen.
Monimutkaisille materiaaleille, kuten biopolymeereille ja kierrätysseoksille, joiden ominaisuudet voivat vaihdella huomattavasti, tämä integroitu lähestymistapa tarjoaa merkittävän tieteellisen edun. Se helpottaa formulaatioiden optimointia, parantaa prosessin ennustettavuutta ja tukee innovaatioiden onnistunutta siirtämistä laboratoriokehityksestä large-mittakaavan teolliseen tuotantoon.
Taitojen kehittäminen ja tiedon siirron edistäminen
Tämän kumppanuuden kulmakivi on molemminpuolinen osaamisen vaihto.
NETZSCH tarjoaa edistyksellistä käytännön koulutusta sekä Institut Pascalin että Clermont Auvergne INP:n akateemiselle ja tutkimushenkilöstölle sekä Green Business and Consulting Companyn teknisille tiimeille. Näiden osaamisalueiden kehittäminen on välttämätöntä, jotta Rosand RH7:n analyyttistä suorituskykyä voidaan hyödyntää täysimääräisesti ja tuottaa korkealaatuista dataa tulevien sukupolvien kestävien polymeerien kehittämistä varten.
Samalla Jean Zay -tekniikan lukio on David Bonnetin johdolla antanut merkittävän panoksen muovinkäsittelyohjelmien ja teknisten tilojensa kautta, erityisesti EuroPlastics & Composites BTS -ohjelman puitteissa.
Koulu suunnitteli ja valmisti spiraalivirtausmuotin (ks. kuva 4), joka asennetaan ENGELin 60 tonnin sähköiseen ruiskuvalukoneeseen. Tämän opetuksellisen ja tieteellisen työkalun avulla opiskelijat ja tutkijat voivat havainnollistaa materiaalin reologian ja teollisen jalostuksen suorituskyvyn välistä suoraa yhteyttä.
Sen integroiminen käytännön työpajoihin vahvistaa akateemisen oppimisen ja teollisuuden todellisuuden välistä yhteyttä ja kannustaa tulevia teknikkoja kiinnostumaan kestävistä materiaaleista ja teknologisista innovaatioista.
Alueellisen huippuosaamisen malli
Tämä yhteistyö on erinomainen esimerkki kokonaisvaltaisesta innovaatiomallista, joka kattaa koko arvoketjun perustutkimuksesta teolliseen sovellukseen ja jota tukee korkeatasoinen tekninen koulutus.
Yhdistämällä Clermont Auvergne INP:n tutkimusosaamisen, Jean Zay -teknisen lukion opetuksen asiantuntemuksen, NETZSCHsekä Green Business and Consulting Companyn markkinalähtöisen innovaatiostrategian, Auvergne-Rhône-Alpesin alue on vakiinnuttamassa asemansa menestyksekkään alueellisen yhteistyön esikuvana.
Yhdessä nämä kumppanit auttavat muovaamaan muovinjalostuksen tulevaisuutta: kiertotalouslähtöisemmäksi, teknisemmäksi ja kestävämmäksi.
Kiitos menestyksekkäästä yhteistyöstä
Haluamme esittää vilpittömät kiitoksemme Laurent Massacrierille( Green Business and Consulting Company), Fabrice Audonnetille ( Institut Pascalin GePEB-tutkimusryhmä ja Gen’Mat-alusta, Polytech Clermont, Clermont Auvergne INP), David Bonnetille Jean Zayn teknisestä lukiosta sekä kaikille tähän yhteistyöhön osallistuneille heidän luottamuksestaan, asiantuntemuksestaan ja sitoutumisestaan.
Olemme iloisia saadessamme olla osa tätä vahvaa alueellista kumppanuutta ja odotamme innolla, miten reologian, materiaalikehityksen, tutkimuksen ja koulutuksen yhdistetty asiantuntemus edistää jatkossakin entistä kestävämpien polymeeriratkaisujen kehittämistä.