SISTEMI DI SELEZIONE CON ANALISI LASER

La tecnologia

Gli efficienti moduli clean2sort® combinano un’ablazione laser con un’analisi LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) per ottenere un’analisi completa degli elementi di base in pochi millisecondi. Strati superficiali o contaminanti sulla superficie dei materiali non hanno impatto sull’analisi.

Decoating laser e spettroscopia laser
Pretrattamento con laser

Nella pratica, la precisione dell’analisi LIBS (spettroscopia di emissione indotta da laser) dipende fortemente dalla condizione superficiale del materiale. I rottami e i componenti metallici reali spesso presentano rivestimenti, strati di segregazione, forti ossidazioni ed altre contaminazioni. Queste impurità, causate dal processo di produzione e dall’uso, rendono spesso il metodo LIBS inapplicabile. Per ottenere risultati di misurazione affidabili, è spesso necessario pulire accuratamente o persino rimuovere parzialmente i rivestimenti delle superfici, consentendo così di analizzare i componenti delle leghe all’interno del materiale.
Fino a poco tempo fa, questa rimozione era possibile solo meccanicamente e non in modo automatizzato, il che portava a tempi di misurazione relativamente lunghi, solitamente eseguiti in modo sequenziale o manuale.

Spettroscopia di emissione indotta da laser (libs)

La spettroscopia LIBS consente di determinare rapidamente e in modo affidabile l’impronta caratteristica di un materiale. Un raggio laser ad alta intensità viene focalizzato sulla superficie e vaporizza una piccola quantità di metallo superficiale. Durante questa vaporizzazione, si genera un plasma luminoso, il cui spettro caratteristico rivela la distribuzione di concentrazione dei componenti della lega.

Prestazioni del pre-trattamento laser

Con una velocità del nastro trasportatore di 3 m/s, è possibile eseguire fino a 9 passaggi di ablazione consecutivi. Nel caso dell’alluminio, la profondità di ablazione raggiunge circa 70 µm per passaggio, e il modulo clean2sort impiega meno di 4,5 millisecondi per eseguire questa operazione. Questa prestazione ci consente di analizzare materiali preziosi anche fortemente contaminati, rivestiti o verniciati.

Analisi dello spettro

Attraverso l’analisi dello spettro prodotto, è possibile identificare con precisione la lega di un metallo. Questo permette non solo di distinguere tra diversi metalli, come acciaio e rame, ma anche di differenziare accuratamente le leghe all’interno di una stessa categoria. Ad esempio, è possibile separare l’alluminio della serie 5000 da quello della serie 6000 e persino distinguere tra una lega di alluminio 6010 e una 6016 utilizzando il metodo LIBS.

Il prodotto

Un sistema, molte funzioni. Il sistema sviluppato da Cleansort combina componenti consolidati per la selezione del rottame, come la tecnologia a impulsi d’aria, con metodi di analisi avanzati basati su laser.

La tecnologia Cleansort comprende un’avanzata tecnologia laser priva di manutenzione, basata sui più moderni laser a stato solido. L’intero sistema include anche nastri e la selezione tramite una potente tecnologia ad impulsi d’aria paralleli.

Il rottame metallico, sia nuovo che vecchio, può essere alimentato da un bunker in quasi tutte le classi dimensionali (da circa 25 mm a 800 mm di lunghezza del bordo). La tecnologia di trasporto e separazione garantisce il trasferimento al nastro trasportatore, dove i pezzi, larghi fino a due metri, vengono distribuiti uniformemente, senza sovrapposizioni, e accelerati a una velocità di trasporto fino a tre metri al secondo.

Nel passaggio successivo, scanner laser ad alta velocità misurano la geometria superficiale dei singoli pezzi di rottame. Questa misurazione è fondamentale per determinare il baricentro superficiale, necessario per la successiva fase di selezione di ogni pezzo.

Immediatamente dopo il riconoscimento rapido degli oggetti, avviene la lavorazione laser tramite il modulo Cleansort. La pulizia e la misurazione dell’impronta caratteristica avvengono in soli sei millisecondi, con un tasso di successo della misurazione superiore al 93% nonostante la brevissima durata. In un batter d’occhio, il sistema può effettuare quasi 30 misurazioni LIBS. Durante ogni fase di decoating e misurazione, i pezzi percorrono solo circa 20 mm. Questi tempi di lavorazione estremamente brevi permettono sia la lavorazione parallela di più pezzi affiancati sia la rimozione di rivestimenti più spessi o di altre contaminazioni rilevanti per la misurazione.

Grazie a circa sette anni di sviluppo tecnologico, il sistema è stato portato a una maturità commerciale economicamente sostenibile.

I vantaggi della tecnologia di selezione cleansort

• Pre-ablazione ad alte prestazioni
  La pre-ablazione ad alte prestazioni consente un’analisi affidabile di materiali fortemente contaminati o rivestiti. Che si tratti di acciai galvanizzati, rottami provenienti da impianti di incenerimento coperti da uno spesso strato di fuliggine e cenere o acciai fortemente arrugginiti, tutti questi materiali possono essere selezionati in modo affidabile grazie alla pre-ablazione ad alte prestazioni.

• Analisi multivariabile dei materiali
  Per i riciclatori di rottami, l’uso flessibile della tecnologia di impianto è di particolare interesse. Grazie all’ampio spettro di misurazione, l’impianto può essere configurato per passare dalla selezione di metalli non ferrosi a quella di acciaio con una semplice calibrazione e approvazione. È possibile eseguire sia un’analisi qualitativa sia quantitativa.

• Selezione variabile
  Il sistema può essere configurato liberamente: dalla larghezza del nastro trasportatore di 250 mm con un solo sistema di misurazione, fino a una larghezza di 2.000 mm con otto sistemi di misurazione. L’impianto può essere adattato alle specifiche esigenze del rottame.

• Elevata capacità grazie al sistema di misurazione a scansione
  Grazie alla selezione a due frazioni e al design modulare e scalabile del sistema, è possibile ottenere alti tassi di produttività.

Il modulo clean2sort

Il processo, sviluppato in stretta collaborazione con Clean-Lasersysteme GmbH (cleanLASER) e portato alla maturità commerciale da cleansort GmbH, è in grado di analizzare il contenuto quantitativo delle leghe in un pezzo di rottame in pochi millisecondi.

Nel primo passaggio, un laser ad alta potenza pulisce una piccola area sulla superficie del rottame. Nel secondo sub-processo, lo stesso laser esegue una spettroscopia di emissione indotta da laser (LIBS) sull’area precedentemente pulita e decappata. L’intero processo avviene in un flusso continuo grazie all’uso di un nastrotrasportatore. Grazie alla tecnologia 3D scanner integrata nel modulo clean2sort, è possibile non solo seguire il componente con il raggio laser, ma anche processare componenti adiacenti con altezze differenti.

La stretta collaborazione tra cleansort e Clean-Lasersysteme GmbH (cleanLASER), leader di mercato nella tecnologia di pulizia sostenibile a raggio laser, ha creato una solida base tecnologica. L’esperienza pluriennale di cleanLASER nel campo della tecnologia laser permette a cleansort di sfruttare le soluzioni laser più avanzate.

Nel 2010, i direttori di Clean-Lasersysteme GmbH hanno ricevuto il Premio Ambientale Tedesco della Deutsche Bundesstiftung Umwelt per lo sviluppo fondamentale e l’implementazione della tecnologia di pulizia a raggio laser.

Housing

• Design modulare
• Plug & Play
• Controllo della temperatura per l'uso in condizioni difficili
• Misurazione delle prestazioni interne e monitoraggio del sistema

Il riconoscimento degli oggetti

Il riconoscimento degli oggetti è stato adattato ai throughput richiesti e ai tassi elevati di acquisizione e analisi associati.

Le ottiche

Poiché l’elevata precisione del modulo clean2sort richiede un posizionamento esatto, vengono utilizzate ottiche 2D per la deflessione del raggio nelle direzioni X e Y. Questo non solo consente la scansione di qualsiasi geometria, ma anche la compensazione del movimento del trasporto durante l’elaborazione di parti convogliate a una velocità di 3 m/s sotto il sistema di misurazione.

L’analisi dello spettro

Per garantire l’accuratezza della misurazione nell’analisi spettrale, è fondamentale mantenere una temperatura costante dello spettrometro. Oltre al controllo generale della temperatura della struttura, è stato sviluppato un sistema di controllo della temperatura altamente efficiente specifico per lo spettrometro. Una struttura ricavata da un unico blocco e dotata di un circuito di raffreddamento autonomo garantisce una qualità costante dell’analisi anche in condizioni ambientali difficili.

Assistenza

Nel nostro centro assistenza a Manerbio e a Rösrath, offriamo le migliori condizioni per individuare la configurazione ideale del nostro sistema di selezione in base alla tua applicazione e alle tue esigenze di selezione.

La nuova generazione della separazione Laser

▪ Portata fino a 11 ton/h
▪ Larghezza nastro da 720 mm a 1440 mm
▪ Recupero 3 volte più alto grazie all’algoritmo di separazione intelligente
▪ Spettroscopia LIBS di grande accuratezza
▪ Informazioni precise sulla composizione delle parti separate (Drop & Eject)
▪ Tailor-made, testata ed ottimizzata per la manutenzione in impianto e sui requisiti dei clienti

Le soluzione complete includono: piano vibrante, macchina, riconoscimento oggetti 3D, clean2sort moduli (laser), nastro di trasporto, connessione pneumatica (no compressore), controllo temperatura, HMI

Modelli

Note:

• La configurazione “Plug and Play*” indica che il sistema è pronto per essere installato e utilizzato senza ulteriori configurazioni complesse.
• La capacità di throughput può variare in base alla tipologia di materiale e alle specifiche di alimentazione.