RenewRolls Europako proiektuaren partzuergoak laser bidezko deposizio-teknologien bidez konpon daitezkeen arrabol bimetalikoak garatuko ditu, lehengaien kontsumoa, hondakinen sorrera eta siderurgia-instalazioetako geldialdi-denborak murrizteko helburuarekin.
Altzairuaren beroan laminatzeko erabiltzen diren lan-arrabolek karga termomekaniko handiak eta higadura bizia jasaten dituzte. Laminazio-kanpaina jarraituen ondoren, haien gainazala mekanizazio bidez berriro profilatu behar izaten da; eragiketa hori behin eta berriz errepikatzen da, arrabolek erabiltzen jarraitzea eragozten duen gutxieneko diametroa lortu arte. Gainera, laminazio-trena osatzen duten arrabolen arteko baldintza dimentsionalak eta bateragarritasun geometrikoa direla eta, arrabol jakin baten berriro profilatzeak treneko gainerako arrabolak egokitzea ekar dezake, laminazio-pasabide desberdinetan murrizketa-baldintza egokiak mantentzeko.
RenewRolls (RENEWable Hot Rolling ROLLs through DED-LB/P Technology) proiektuak, Tekniker, RINA Consulting, Acciaierie d’Italia eta AZTERLAN erakundeen partaidetzarekin, alternatiba bat planteatzen du: laser bidezko energia-deposizio zuzena (DED-LB/P) erabiliz konpon daitezkeen belaunaldi berriko arrabol bimetalikoak garatzea.
Jon Arruabarrena doktoreak, AZTERLANeko Konformazio Teknologietan espezializatutako ikertzaileak, azaltzen duenez, produktu zapalak beroan laminatzeko erabiltzen diren lan-arrabolak, oro har, “bimaterialak izan ohi dira, altzairuzko edo burdinurtuzko nukleo bat eta Cr-eduki handiko aleazio batez osatutako kanpoko geruza konbinatuz galdaketa zentrifugo bidez fabrikatuak; edo monolitikoak, abiadura handiko altzairuz (HSS) fabrikatuak”. Arrabol horiek berreskuratzeko egungo praktikak bi erronka nagusi ditu. Alde batetik, “hondatutako arrabolen berreskurapena, funtsean, mekanizazioan oinarritzen da, eta horrek materialaren galera progresiboa dakar; bestetik, HSSzko arrabolen kasuan, haiek baztertzeak aleazio-eduki handiko eta kostu oso handiko material bat alferrik galtzea ere badakar, EBk lehengai kritikotzat jotzen dituen elementuak baititu, hala nola wolframioa, kobaltoa eta banadioa”.
RenewRollsek ikuspegi hori aldatzea eta mekanizazioaren ordez konponketa lehenestea proposatzen du, material berria arrabolen lan-azalean soilik gehituz. “Fabrikazio gehigarriak arrabolaren geometria berreskuratzea ahalbidetzen du, berriro profilatzeko ziklo bakoitzean haren neurriak progresiboki murriztu gabe”, azaldu du Arruabarrenak. Hori posible egiteko, proiektuak arrabolaren bizi-ziklo osoa jorratzen du, bai ekarpen-materialaren bai arrabolaren gorputzaren diseinu metalurgikotik hasi eta fabrikazioa, konponketa eta berrerabilera arte.
Arrabol bimetalikoak laser bidezko deposizioaren bidez
Ikerketa-taldeak DED-LB/P teknologietan oinarritutako material eta prozesu berriak garatuko ditu, besteak beste, Laser Cladding eta abiadura ultraaltuko laser bidezko deposizioa (EHLA). Teknologia horiek ultra-gogortasuneko geruzak sortzea ahalbidetuko dute arrabolaren gainazalean, bero-ekarpenaren eta geometriaren kontrol handia mantenduz.
“Aurre egin beharreko erronka metalurgiko nagusietako bat laser-teknologiak burdinurtuzko substratuetan aplikatzea da, material horren soldagarritasun txikia, eroankortasun termikoa eta akatsak eta pitzadurak agertzeko duen joera direla eta”. Horretarako, RenewRollsek burdinurtu nodularreko konposizio berriak (substraturako edo arrabolaren gorputz nagusirako) eta HSS metalezko hautsak (lan-azalerarako) diseinatuko ditu, arrabolen behin eta berrizko konponketa errazteko optimizatuta, eta, aldi berean, in situ monitorizazio- eta kontrol moldakorreko estrategiak garatuko ditu, deposizio-prozesuaren kalitatea eta errepikagarritasuna bermatzeko.
Garapen horiek materialen eta estalduren karakterizazio mikroestruktural, kimiko eta mekanikoaren bidez balioztatuko dira, baita haien portaera tribologikoa aztertuz ere. Halaber, prototipoen portaera ebaluatuko da berritze-ziklo jarraituen ondoren.
“Helburua da higatutako arrabol bat behin eta berriz berritu eta berriro zerbitzuan jar daitekeela frogatzea, osagai osoak fabrikatu eta ordezkatzeko beharra murriztuz. Estrategia horrek lehengaien kontsumoa, hondakinen sorrera eta arrabolen egungo ordezkapenari eta doikuntzari lotutako geldialdi-denborak murrizten lagunduko du”.
RenewRolls Europar Batasunak finantzatzen du, Research Fund for Coal and Steel (RFCS) programaren bidez, 101296123 dirulaguntza-hitzarmenaren barruan. Proiektuak 1,6 milioi euroko aurrekontu osoa du, eta Europako ekarpena 960.083 eurokoa da.
