Nouvelles solutions de filtres à air pour les processus de haute technologie

Air pur en tout temps

Les meilleurs adsorbants sont ensuite intégrés dans le prototype du système de filtration, qui a été fabriqué par la société ULT de Löbau. Une caractéristique distinctive de ce système par rapport aux systèmes de filtration conventionnels est sa surveillance par capteur, qui détecte automatiquement lorsque le média filtrant est saturé de substances et doit être remplacé. Crédit : Jürgen Jeibmann/Fraunhofer IWS

Le traitement des métaux au laser et au plasma libère de nombreux polluants différents dans l’air ambiant. L’Institut Fraunhofer pour la technologie des matériaux et des faisceaux IWS, en collaboration avec des partenaires, a développé un système de filtrage qui élimine efficacement ces substances de l’air. Le filtre peut être adapté aux différents matériaux et substances libérés dans chaque cas. À l’avenir, la technologie sera utilisée dans d’autres applications, telles que la fabrication additive.

Des microparticules et des gaz nocifs ainsi que des substances sont libérés lors du traitement des métaux au laser ou au plasma. Les entreprises métallurgiques éliminent généralement ces substances du lieu de travail à l’aide de systèmes d’extraction et de ventilation. Lorsque cela n’est pas possible, les employés portent des masques de protection. Alors que la production devient de plus en plus automatisée (à l’aide de robots de production par exemple), moins d’attention est désormais accordée à la protection contre les émissions, car les personnes ne sont pas présentes en permanence dans l’installation. « C’est un problème, car les employés doivent parfois entrer dans les installations pour effectuer des réparations et de l’entretien, et pour contrôler la qualité des produits », explique Jens Friedrich, directeur de groupe pour la filtration des gaz et des particules chez Fraunhofer IWS à Dresde. « Dans de tels cas, les employés ne savent pas à quel point l’air est pollué. »

Un système de filtrage pour tout

Dans le cadre d’un projet financé par des fonds publics, Fraunhofer IWS à Dresde a développé un système de filtrage en collaboration avec des entreprises de Saxe qui nettoie l’air dans les salles de production et lie efficacement une variété de polluants en même temps. La norme aujourd’hui sont les systèmes de filtres à charbon actif, qui retiennent par exemple les composés organiques volatils (COV). Cependant, des substances telles que le formaldéhyde, les oxydes d’azote et les composés soufrés problématiques sont également souvent libérés dans les entreprises et les ateliers de métallurgie. Le soudage au laser libère également des microparticules de métal ou de matériau de soudage. Aucun système n’a jusqu’à présent été disponible qui élimine toutes les substances de l’air aussi bien. Dans le cadre du projet MultiFUN, les partenaires ont développé pour la première fois un système de filtrage aussi flexible. Il se compose de plusieurs modules interchangeables. Chaque niveau de filtre contient un média filtrant spécialement conçu pour éliminer des substances particulières de l’air ambiant. En plus du charbon actif, le système de filtration utilise également des zéolithes et des polymères poreux, par exemple, mais aussi des charpentes dites organométalliques.

Tester de nombreuses substances différentes

Pour trouver la bonne substance filtrante, les chercheurs du Fraunhofer IWS ont d’abord testé une gamme de substances en laboratoire pour voir dans quelle mesure elles adsorbent les divers polluants atmosphériques. Les meilleurs candidats ont ensuite été intégrés dans le prototype du système de filtration, qui a été fabriqué par la société ULT à Löbau. Une caractéristique distinctive de ce système par rapport aux systèmes de filtration conventionnels est sa surveillance par capteur, qui détecte automatiquement lorsque le média filtrant est saturé de substances et doit être remplacé. L’état est affiché par des LED colorées séparément pour chaque niveau de filtre et classe de polluant. Cela signifie que seul le niveau de filtre saturé doit être remplacé.

Il vaut mieux utiliser des systèmes de filtrage

En raison de l’automatisation croissante, il y a une augmentation du nombre de salles d’usine dans lesquelles l’air n’est pas suffisamment nettoyé, comme les installations de production 3D. « Cela ne manquera pas de provoquer des conflits, car rien ne fonctionne jamais complètement sans que les gens ne soient impliqués », explique Jens Friedrich. « Il est absolument conseillé d’utiliser des systèmes de filtration pour protéger la santé des employés sur le long terme, même s’ils n’entrent qu’occasionnellement dans les zones automatisées. Dans la fabrication additive utilisant des robots laser 3D, des quantités importantes de microparticules sont libérées. Ceux-ci se déposent et polluent la pièce ainsi que les pièces à usiner. Les particules peuvent contaminer des produits de grande valeur. Ils représentent également un risque d’accident, si des personnes glissent sur les granulés accumulés sur le sol.

En collaboration avec un certain nombre d’entreprises, Fraunhofer IWS travaille actuellement au développement d’un système spécialement conçu pour filtrer les polluants et les substances libérés lors de la fabrication additive. « Notre institut possède une expertise dans le traitement au laser, dans les matériaux et dans le développement de systèmes complets », déclare Friedrich. « Cela fait de nous le partenaire idéal pour le développement de telles solutions de filtrage. » Il pense également qu’il existe un besoin croissant de systèmes de filtrage qui éliminent diverses substances de l’air lors de la production et du recyclage des batteries. C’est notamment le cas car des métaux tels que le nickel, le manganèse et le cobalt y sont utilisés, qui peuvent former des composés dangereux pour la santé même à très faibles doses.


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Fourni par Fraunhofer-Gesellschaft

Citation: Nouvelles solutions de filtres à air pour les processus de haute technologie (2021, 1er octobre) récupéré le 1er octobre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-10-air-filter-solutions-high-technology.html

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