Репортаж от Wedoany，Исследователи из Германского лазерного центра Ганновера (LZH) успешно применили технологию лазерной сварки для создания стеклянных контейнеров, предназначенных для безопасного хранения опасных отходов. С ростом популярности электромобилей и увеличением потребности в утилизации материалов аккумуляторов такие контейнеры должны соответствовать строгим требованиям по охране окружающей среды, безопасной эксплуатации и долговременной стабильности на полигонах IV класса.
Стекло является перспективным материалом благодаря своей химической инертности и пригодности для хранения опасных веществ в виде толстостенных изделий. Остаточные вещества не вступают в реакцию с материалом контейнера, их можно легко извлечь и переработать, что особенно важно для будущих методов рециклинга. Однако традиционные стеклянные контейнеры изготавливаются в основном с использованием горячих газовых процессов, что приводит к неконтролируемому тепловыделению, высоким внутренним напряжениям и ограниченной автоматизации. В отличие от этого, лазерная сварка обеспечивает высокую скорость обработки и отличный потенциал для автоматизации.
Исследователи использовали CO2-лазер в качестве основного источника, с длиной волны 10,6 мкм и оптической глубиной проникновения всего в несколько микрометров. В сочетании с низкой теплопроводностью силикатного стекла такой лазер обычно с трудом проваривает стеклянные детали. Однако исследователи доказали, что с помощью одного CO2-лазерного источника можно одновременно нагревать обе свариваемые детали, создавая герметичный стеклянный контейнер. Им удалось получить непрерывный сварной шов без микротрещин и пустот по всей толщине 5-миллиметрового листового стекла. Испытания на напряжение после двухнедельного хранения показали, что механическая прочность сохраняется, несмотря на тепловое воздействие лазерного луча.
Уникальность процесса заключается в том, что крышка контейнера под действием силы тяжести автоматически устанавливается в правильное положение во время обработки, что делает излишними сложные системы манипуляции или зажимные приспособления. Исследователи продолжают корректировать геометрию кромок листового стекла, стремясь уменьшить трение в процессе сварки и минимизировать образование выступов и углублений в местах соединения. Проект под названием «Новая технология производства лазерно-сварных стеклянных полых тел для хранения остатков» (LasGLaReLa) финансируется Федеральным министерством экономики и энергетики (BMWi) под номером гранта VN-KK5111715, а партнерами выступают Фрайбергская горная академия (TU Bergakademie Freiberg) и компания Glasbiegerei Pfaltz e.K.
