Dezvoltarea experimentală a unei noi tehnologii şi proiect de echipament pentru vopsire electrostatică cu pudră a reperelor din MDF
(Acronim: TEV-MDF)
Cod proiect: PN-III-P2-2.1-CI-2017-0173
Număr contract: 79CI/2017
Finanţare: bugetul de stat şi cofinanţare
Denumirea programului din PNCDI III: Cecuri de Inovare; Program 2 Creșterea competitivității economiei românești prin cercetare, dezvoltare și inovare; Subprogramul 2.1 Competitivitate prin cercetare, dezvoltare si inovare
Valoarea totală a contractului: 50.000 lei
Din care, pe surse de finanţare:
Sursa 1 – de la bugetul de stat: 45.000 lei
Sursa 2 – din alte surse atrase (cofinanţare beneficiar): 5.000 lei
Durata contractului: 18 luni (25.07.2017 – 31.12.2017)
Autoritatea Contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanţarea Învăţământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării şi Inovării (UEFISCDI)
Contractor: INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU INGINERIE ELECTRICĂ ICPE-CA BUCUREŞTI (INCDIE ICPE-CA)
Beneficiar: CEESTECH SRL
Rezumat:
Provocările energetice la nivel global au condus la o creștere a interesului și investitiilor în sursele de energie regenerabilă. Dintre toate sistemele folosite pentru a genera energie, energia solară este una dintre cele mai promițătoare. Astfel, nimeni nu se îndoiește de rolul important al celulelor fotovoltaice (PV) în energia viitorului. Principalele dezavantaje ale tehnologiilor PV actuale sunt costul ridicat de producție și structura rigidă în cazul semiconductorilor de siliciu și anorganici tradiționali, sau eficiența și durabilitatea reduse în cazul celulelor fotovoltaice organice și DSSC. Unul dintre principalele blocaje în creșterea eficienței conversiei în cazul DSSC este reprezentat de transportul electronilor fotogenerați. Abordarea generală care este utilizată pentru a depăși aceste limitări este aplicarea uneia din următoarele strategii: doparea, creșterea unor structuri poroase orientate vertical deasupra stratului conductor, interconectarea nanoparticulelor TiO2 cu purtători de sarcină pentru a direcționa curentul fotogenerat sau căutarea de materiale alternative care să aibă mobilitate electrică mai ridicată. Datorită numeroaselor sale proprietăți optice și electronice, grafena 3D este materialul ce va fi utilizat în cadrul studiilor noastre. Abilitatea de a dezvolta structuri de grafenă 3D independente cu suprafețe specifice mari va permite transportul rapid al purtătorilor de sarcină, conducând astfel la o conductivitate electrică ridicată. Mai mult decât atât, combinând conductivitatea lor electrică bună și structura lor poroasă, structurile de grafenă 3D vor crește densitatea de fotocurent a DSSC prin creșterea absorbției de lumină (încărcarea cu sensibilizator), permițând astfel separarea eficientă a sarcinii și dispersia luminii. În acest context, obiectivul general al proiectului este acela de a evalua funcționalitatea structurilor de grafenă 3D în aparatura optoelectronică, și în special în cazul celulelor fotovoltaice (DSSC).
1. Prof. Dr. Ing. Florin Teodor Tănăsescu, Director de proiect
2. Dr ing. Ion Dumitru, membru
3. Ing. Duruianu Mihai, membru
4. Ing. Rodica Vasile, membru
Proiectul şi-a propus ca obiective principale dezvoltarea unei tehnologii moderne de depunere electrostatică a pulberiii izolante şi proiectul unui echipament de vopsire electrostatică bazat pe o soluţie inovativă.
Aceste obiective, trebuiau să asigure firmei CEESTECH SRL -un producător dinamic de mobilier- să-şi crească competitivitatea fabricaţiei prin aplicarea unei tehnologii moderne, reducerea cheltuielilor materiale şi de energie, siguranţa fabricaţiei şi costuri, bazată pe utilizarea unor materiale avansate şi întocmirea unui Proiect de echipament care să elimine limitările sistemului folosit astăzi şi anume: înlocuirea grundului diluabil cu solvent printr-un grund special semiconductor diluabil cu apă dar nepoluant, urmat de depunerea unei pulberi de vopsea aplicând un proces electrostatic care stă la baza Proiectului echipamentului propus prin ofertă.
Faţă de procedeul cunoscut până acum constând dintr-o serie de operaţiuni precum: depunerea unei pelicule de grund diluabil cu solvent pentru acoperirea porilor, uscare peliculă, şlefuire şi retuşare cu un nou strat de grund, după care se aplică vopsirea şi uscarea, Proiectul şi-a propus implementarea unei noi tehnologii şi a unui Proiect de echipament care să elimine limitările sistemului folosit astăzi şi anume: înlocuirea grundului diluabil cu solvent printr-un grund special semiconductor diluabil cu apă dar nepoluant, urmat de depunerea unei pulberi de vopsea–pulbere, aplicând un proces electrostatic care stă la baza Proiectului echipamentului propus prin Proiect, cu reducerea timpului dintre operaţii, eliminarea poluării şi utilizarea unor pulberi uscate de dimensiuni micronice.
În ceea ce priveşte echipamentul care să asigure această tehnologie, Proiectul are la bază idei şi realizări practice a unor echipamente de vopsire electrostatică concepute de cei care au propus Proiectul şi anume încărcarea electrică a particulelor de vopsea pudră de la o sursă de înaltă tensiune 50 – 80 kV/50 Hz şi dirijarea lor spre piesa de vopsit după liniile de câmp electric care se închid între dispozitivul de depunere şi ambele faţe ale piesei de vopsit.
Etapa proiectului:
Structura echipamentului va consta din:
– sursa de înaltă frecvenţă care generează o tensiune oscilantă cu frecvenţa de 55KHZ, cu o valoare maximă de 15 V (30V la vârfuri) şi un curent de 150 μA.
– pistolul de pudrare cu multiplicator de tensiune încorporat. Multiplicatorul de tensiune încorporat în pistol este format dintr-un minitransformator ridicător cu miez de ferită şi o cascadă formată din condensatori şi diode care multiplică tensiunea ieşită din transformator. Tensiunea de intrare în transformator este cea debitată de oscilatorul de frecvenţă de +15V,-15V, iar la ieşire tensiunea este 2000V şi frecvenţa de 55KHz. Această valoare este multiplicată şi redresată de cascada de multiplicare obţinându-se la final o tensiune redresată de polaritate negativă cu o valoare de max 80000V.
– rezervorul de pudră cu sistem pneumatic pentru fluidizarea pudrei şi transportul pneumatic al pudrei către duza de pulverizare dotată cu ace de ionizare pentru încărcarea electrostatică a particulelor.
Experimentări preliminare făcute în firmă, ne-au convins că o frecvenţă mai ridicată decât cea frecvent utilizată – 50 Hz asigură o mai buna încărcare şi distribuţie a particulei de vopsea şi o calitate superioară a depunerii, motiv pentru care se va utiliza o frecvenţă mai ridicată a sursei de înaltă tensiune, asigurând tensiuni de lucru până la 80 kV şi frecvenţe de ordinul 30-55 KHz.
Obiectivul principal al Proiectului îl constituie ridicarea nivelului de competitivitate al Firmei prin performanţele peliculei depuse pe mobilier (rezistenţa şi aspect) care să-i crească competivitatea pe piaţă, costuri de fabricaţie mai mici prin aplicarea tehnologiei propuse în fabricaţia de mobilier eliminarea poluării, economii de materiale şi energie.
Ca urmare a experimentărilor efectuate şi a experienţei cercetătorilor din colectivul care a abordat această temă, au fost stabiliţi parametrii optimi pentru echipamentul de vopsire cu pudră, adaptaţi la aplicarea vopselei pe suprafeţe de MDF.
Echipamentul are în compunere următoarele subansamble şi componente:
Date de contact:
Coordonator CO: INCDIE ICPE-CA Bucureşti
Director de proiect: prof.dr.ing. Florin Teodor Tănăsescu
Telefon: 0722 737096, e-mail: comisia6@icpe.ro
