Anzeige


24.01.2020

Laserlöcher für Wasserfilter zum Mikroplastikrückhalt

Das Bundesforschungsministerium (BMBF) fördert seit 2019 das Forschungsprojekt SimConDrill, in dem fünf Projektpartner aus Industrie und Forschung gemeinsam einen Wasserfilter für Mikroplastik entwickeln. Seine Kleinstlöcher werden mit dem Laser gebohrt und ermöglichen so die Filtration von bis zu zehn Mikrometer kleinen Partikeln. Die Basis der neuen Filtergeneration bildet der Zyklonfilter der Klass-Filter GmbH. Große Wassermengen werden dabei durch den lasergebohrten Filter im Zyklon nach innen gedrückt und die mit dem Wasser transportierten Partikel abgeschieden. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und die LaserJob GmbH arbeiten an der Technologie für das effiziente Laserbohren der Metallfolien, die sich im Inneren des Zyklonfilters befinden. Besonders geeignet sind dafür Lasersysteme mit ultrakurzen Pulsen im Piko- und Femtosekundenbereich mit hoher Laserleistung. Damit ein effizienter Filter entsteht, werden in großer Anzahl Löcher, die kleiner als zehn Mikrometer sein müssen, in die dünnen Folien gebohrt. Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit untersuchen die Wissenschaftler zudem den Einsatz einer Multistrahlbearbeitung mit mehr als 100 Teilstrahlen. Doch hier ist Vorsicht geboten, denn durch das gleichzeitige Bohren von 100 Löchern kann die Filterfolie schmelzen und sich verziehen. Um alle Prozessparameter möglichst gut aufeinander abzustimmen und geeignete Bearbeitungsstrategien auszuwählen, kombinieren die Forscher eine am Fraunhofer ILT entwickelte Prozesssimulation und die Optimierungssoftware der OptiY GmbH. Außerdem garantiert ein gemeinsam mit der Lunovu GmbH entwickeltes Messsystem schließlich die Qualitätssicherung des Laserbohrprozesses, um zu gewährleisten, dass alle Löcher durchgebohrt sind und der Wasserdurchsatz nicht reduziert wird. Das Forschungsprojekt läuft bis Juni 2021. Bisher können Löcher mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern in 200 Mikrometer dünne Metallfolien gebohrt werden. In einem nächsten Schritt wird das Verfahren auf die Serienproduktion hochskaliert. Die gebohrten Testfolien sind bereits teilweise in den Zyklonfilter integriert, um Funktions- und Strömungstests zu starten. Obwohl das Filtermodul für Klärwerke entwickelt und getestet wird, sind ebenso mobile Anwendungen in Kanalspülwagen oder in Privathaushalten denkbar. Auch die Reinigung von Ballastwasser bietet großes Potential. Ein Rotor sorgt dafür, dass der SimConDrill-Filter nicht verstopft und somit kein Wegwerffilter ist. Das separierte Mikroplastik kann aus dem Zyklonfilter herausgeführt und anschließend recycelt werden.

Weiterführende Links
https://klass-filter.de

Webcode: 20200124_001