Ügyfél SIKERTÖRTÉNET
Reológia, innováció és regionális együttműködés: a bioplasztikák és az újrahasznosított anyagok jövőjének előmozdítása
Hogyan tudnak a kutatás, az oktatás, az ipar és a fejlett anyagjellemzés együttműködni a fenntarthatóbb polimerek fejlesztésének felgyorsítása érdekében? Franciaország Auvergne-Rhône-Alpes régiójában a Green Business and Consulting Company, a Jean Zay Műszaki Gimnázium, a Clermont Auvergne INP és az NETZSCH összefogtak egy olyan együttműködési platform létrehozása érdekében, amelynek középpontjában a bioplasztikák, az újrahasznosított anyagok és a műanyagfeldolgozás áll. Az együttműködés középpontjában a reológia áll – amely összeköti az anyagok alapvető megértését a valós ipari feldolgozási feltételekkel.
Ebben az ügyfélsikertörténetben Laurent Massacrier, a Green Business and Consulting Company elnöke elmagyarázza, hogy a kiegészítő szakértelem, valamint a fejlett rotációs és kapilláris reometria hogyan támogatja a következő generációs fenntartható polimerek fejlesztését.
“Az NETZSCH fejlett RH7 kapilláris reométerének köszönhetően pontos reológiai adatokat tudunk előállítani a szimulációs szoftverek számára, és támogatni tudjuk a formatervezést a biopolimerek fröccsöntésének valós feldolgozási körülmények közötti vizsgálata érdekében, ami segít az ipari kihívások előrejelzésében és megelőzésében.”
A fenntarthatósági kihívások kezelése az anyagtudomány segítségével
A gyorsan változó ipari és szabályozási környezetben a polimer anyagok mélyreható ismerete az innováció egyik legfőbb hajtóerejévé vált. Miközben az iparágak arra törekednek, hogy teljesítsék a fenntarthatóságra, a körforgásos gazdaságra és a teljesítményre vonatkozó ambiciózus célkitűzéseket, a fejlett anyagjellemzés egyre stratégiaibb szerepet játszik.
Ezt a célt szem előtt tartva a Green Business and Consulting Company() – amely a biológiai anyagok és a bioműanyagok (bioalapú és/vagy biológiailag lebontható anyagok), valamint az újrahasznosított műanyagok fejlesztésére szakosodott vállalat – egyedülálló műszaki és tudományos együttműködést indított el Franciaország Auvergne-Rhône-Alpes régiójában.
Ez a kezdeményezés négy partnert hoz össze, akik egymást kiegészítő szakértelmükkel hatékony innovációs ökoszisztémát hoznak létre:
- a Green Business and Consulting Company, a bioplasztikák és azok fejlesztésének szakértője, kiemelkedő szakértelemmel az ökodizájn és az életciklus-elemzés (LCA) területén
- a Jean Zay Műszaki Középiskola (Thiers-ben), a műanyag-feldolgozás oktatásának és műszaki képzésének elismert kiválósági központja;
- a Clermont Auvergne INP, egy vezető mérnöki intézet, amely világszínvonalú kutatást ötvöz az ipari innováció átadásával;
- NETZSCH, a fejlett reológiai vizsgálati technológiák terén világszerte vezető vállalat.
A közös szakértelem összeköt minket: reológia
Ennek az együttműködésnek a középpontjában a reológia áll, azaz az anyagáramlás és -deformáció tudománya. A reológia alapvető összekötő szerepet tölt be az akadémiai kutatás és az ipari alkalmazás között, és döntő fontosságú betekintést nyújt a komplex polimer rendszerek viselkedésébe.
Ez a szakértelem különösen fontos az olyan új anyagok esetében, mint a bioplasztikák és az újrahasznosított polimerek, amelyek fizikai és kémiai tulajdonságai az összetételtől, a mikroszerkezettől és a feldolgozási feltételektől függően jelentősen változhatnak.
A fejlett jellemzés fontosságát tovább növelik az európai csomagolási és csomagolási hulladékokról szóló rendelet (PPWR) közelgő követelményei, amely 2026 augusztusában lépett hatályba, és szigorúbb kötelezettségeket vezetett be az újrahasznosított és fenntartható anyagok csomagolásban való felhasználására vonatkozóan az elkövetkező években.
Ezeknek a kihívásoknak a kezelése érdekében a partnerek egyesítették erősségeiket az oktatás, a kutatás, az anyaginnováció és a metrológia területén, létrehozva egy olyan együttműködési platformot, amely képes felgyorsítani a következő generációs fenntartható polimerek fejlesztését.
Fejlett műszerezés: a tudás és a teljesítmény elősegítése
NETZSCH Kinexus Prime Pro+ rotációs reométer
A rotációs reometria terén szerzett tudományos szakértelmet, amelyet az Institut Pascal GePEB kutatócsoportjának kutatói fejlesztettek ki, a Polytech Clermont (Clermont Auvergne INP) Gen’Mat technológiaátadási platformja révén hasznosítják, amelyet Fabrice Audonnet vezet. Ezeket a műszereket az AMI CMA „Académie des Mobilités” finanszírozási program keretében szerezték be a mérnöki képzés támogatására; a műszereket fejlett anyagjellemzésre használják, amelyek egyaránt szolgálják a CA INP mérnökhallgatóinak képzését és az akadémiai kutatást.
A HTC Prime kemencével felszerelt, NETZSCH Kinexus Prime Pro+ rotációs reométer alapvető betekintést nyújt az anyag szerkezetébe és viselkedésébe alacsony nyíróerő mellett. A rendszer lehetővé teszi olyan kritikus tulajdonságok pontos mérését, mint például:
- dinamikus viszkozitás;
- viszkoelasztikus modulusok;
- fizikai átmenetek, beleértve az áramlási viselkedést és a rugalmasságot.
A reológiai elemzés elismert eszközeként elősegíti a fejlett polimer készítmények megértését és fejlesztését (vö. az 1. ábra az öregedéssel kapcsolatos tulajdonságokról).
NETZSCH Rosand RH7 kapilláris reométer: jelentős technológiai áttörés
NETZSCH -től beszerzett Rosand RH7 kapilláris reométer (lásd a 2. ábrát), Frédéric Fraisse műszaki támogatásával, jelentős előrelépést jelent az olyan valós ipari feldolgozási feltételek reprodukálása felé, mint az extrudálás és a fröccsöntés.
A műszer lehetővé teszi az olvadékállapot legfontosabb tulajdonságainak jellemzését, ideértve:
- nyíró- és nyúlási viszkozitás nagynyomású körülmények között;
- rugalmas viselkedés és áramlási profilok széles nyírási sebességtartományban (vö. 3. ábra);
- a pVT (nyomás-térfogat-hőmérséklet) tulajdonságok, amelyek elengedhetetlenek az anyagok összenyomhatóságának és hő tágulásának modellezéséhez.
Ezek a mérések rendkívül pontos adatokat szolgáltatnak a folyamatok szimulációjához, a szerszámtervezéshez és az alkatrészek gyártásához, ami végső soron javítja a termékminőséget és lerövidíti a fejlesztési időt.
“A Kinexus Prime Pro+ és a Rosand RH7 eszközök integrálása a Gen'Mat platformba összeköti az Institut Pascal (GePEB) alapkutatásait az ipari alkalmazásokkal. Ez lehetővé teszi a Polytech Clermont mérnökhallgatói és ipari partnereink számára, hogy hozzáférjenek a legkorszerűbb jellemzési módszerekhez, amelyek elengedhetetlenek a fenntartható polimerekre való átállás előmozdításához.”
Kiegészítő technológiák az anyagok átfogó megértéséhez
A rotációs és a kapilláris reometria kombinációja széles körű és egymást kiegészítő analitikai lehetőségeket kínál.
A rotációs reometria különösen értékes az alacsony deformációs sebesség mellett fellépő anyagviselkedés vizsgálatához és a viszkoelasztikus tulajdonságok meghatározásához.
A kapilláris reometria ezzel szemben kritikus információkat szolgáltat az ipari feldolgozás során előforduló igényes körülmények között, ahol az anyagok nagy nyírási sebességnek és magas hőmérsékletnek vannak kitéve.
Ezek a technológiák együttesen lehetővé teszik az átfogó reológiai jellemzést azáltal, hogy összekapcsolják az alapvető anyagjellemzőket – mint a viszkozitás, az elaszticitás és a szilárd-folyékony átmenetek – a legfontosabb folyamatparaméterekkel, beleértve a nyomást, a hőmérsékletet, a térfogatot és az áramlási sebességet.
Olyan komplex anyagok esetében, mint a biopolimerek és az újrahasznosított keverékek, amelyek tulajdonságai jelentősen változhatnak, ez az integrált megközelítés jelentős tudományos előnyt jelent. Megkönnyíti a készítmények optimalizálását, javítja a folyamatok előrejelzhetőségét, és támogatja az innovációk sikeres átvitelét a laboratóriumi fejlesztésből a large-méretű ipari gyártásba.
Készségek fejlesztése és a tudásátadás elősegítése
E partnerség egyik sarokköve a szakértelem kölcsönös megosztása.
A „NETZSCH ” program fejlett gyakorlati képzést biztosít mind az Institut Pascal, mind a Clermont Auvergne INP oktatói és kutatói számára, valamint a Green Business and Consulting Company műszaki csapatainak is. Ezen kompetenciák fejlesztése elengedhetetlen a Rosand RH7 elemző képességeinek teljes kihasználásához, valamint a jövő generációs fenntartható polimerek fejlesztéséhez szükséges kiváló minőségű adatok előállításához.
Ugyanakkor a Jean Zay Műszaki Középiskola David Bonnet vezetése alatt jelentős hozzájárulást nyújtott műanyag-feldolgozási programjaival és műszaki felszereltségével, különösen az EuroPlastics & Composites BTS program keretében.
Az iskola megtervezett és legyártott egy spirális áramlású öntőformát (lásd a 4. ábrát), amelyet egy 60 tonnás ENGEL elektromos fröccsöntő gépre szerelnek fel. Ez az oktatási és tudományos eszköz lehetővé teszi a diákok és a kutatók számára, hogy szemléltessék az anyag reológiája és az ipari feldolgozási teljesítmény közötti közvetlen kapcsolatot.
A gyakorlati műhelyekbe való beépítése megerősíti az akadémiai tanulás és az ipari valóság közötti kapcsolatot, miközben ösztönzi a jövőbeli szakembereket a fenntartható anyagok és a technológiai innováció iránti érdeklődésre.
A regionális kiválóság modellje
Ez az együttműködés tökéletesen illusztrálja azt a holisztikus innovációs modellt, amely az alapkutatástól az ipari alkalmazásig az egész értékláncot átfogja, és amelyet magas szintű műszaki képzés támogat.
A Clermont Auvergne INP kutatási kapacitásainak, a Jean Zay Műszaki Gimnázium oktatási szakértelmének, a NETZSCH, valamint a Green Business and Consulting Company piacorientált innovációs stratégiájának összehangolásával az Auvergne-Rhône-Alpes régió a sikeres regionális együttműködés mintaképévé válik.
Ezek a partnerek együttesen hozzájárulnak a műanyag-feldolgozás jövőjének alakításához: körforgásosabbá, technológiailag fejlettebbé és fenntarthatóbbá téve azt.
Köszönjük a sikeres együttműködést
Szeretnénk őszintén köszönetet mondani Laurent Massacriernek, a Green Business and Consulting Company képviselőjének, Fabrice Audonnetnek, az Institut Pascal GePEB kutatócsoportjának és a Gen’Mat platformnak (Polytech Clermont, Clermont Auvergne INP), David Bonnetnek, a Jean Zay Műszaki Gimnázium képviselőjének, valamint az együttműködésben részt vevő mindenkinek a bizalmáért, szakértelméért és elkötelezettségéért.
Örömmel veszünk részt ebben az erős regionális partnerségben, és alig várjuk, hogy lássuk, hogyan fog a reológia, az anyagfejlesztés, a kutatás és az oktatás terén meglévő közös szakértelem továbbra is hozzájárulni a fenntarthatóbb polimer megoldások kidolgozásához.