به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانشبنیان ریاست جمهوری، شرکت دانشبنیان «شیلر فرآیند فارس» با بومیسازی فناوری پوششهای تبدیلی نانوزیرکونیم و مواد اولیه کلیدی فرآیند آندایزینگ، بخشی از نیاز صنایع خودرو، لوازم خانگی، آلومینیوم، گالوانیزه و نورد را تأمین کرده است؛ فناوریای که به گفته مدیر مهندسی فروش این شرکت، با حذف یا کاهش مصرف برخی ترکیبات پرخطر، انجام فرآیند در دمای محیط و کاهش زمان پوششدهی به کمتر از یک دقیقه، میتواند هزینههای تولید را بین ۲۵ تا ۵۰ درصد کاهش دهد.
فرهنگ آزاد، مدیر مهندسی فروش شرکت دانشبنیان شیلر فرآیند فارس، با تشریح دستاوردهای این شرکت در حوزه اصلاح سطح فلزات و توسعه فناوریهای شیمیایی، اظهار کرد: این شرکت که فعالیت خود را از سال ۱۳۸۷ آغاز کرده است، در سالهای گذشته توسعه و بومیسازی فناوری پوششهای تبدیلی نانومقیاس و مواد اولیه مورد نیاز فرآیندهای صنعتی مرتبط با اصلاح سطح فلزات را دنبال کرده است.
وی با اشاره به روند تحول فناوریهای پوششدهی فلزات، گفت: مقابله با خوردگی و زنگزدگی فلزات از گذشته یکی از چالشهای مهم صنایع بوده و روشهای اولیه برای کنترل این مسئله بر پایه غوطهورسازی فلزات در محلولهای اسیدی داغ شکل گرفت. پس از آن، پوششهای فسفاته به یکی از فناوریهای اصلی آمادهسازی سطوح فلزی تبدیل شدند و برای سالهای طولانی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفتند.
آزاد افزود: فناوریهای فسفاته و کرومات با وجود کاربرد گسترده، با چالشهایی از جمله تولید پساب و لجن صنعتی، مصرف انرژی حرارتی و استفاده از ترکیباتی مواجه بودند که آثار زیستمحیطی قابل توجهی دارند. مجموعه این چالشها، مسیر توسعه فناوریهای جدیدتر بر پایه عناصر و ترکیباتی مانند زیرکونیم را هموار کرد و فناوری پوششهای تبدیلی نانومقیاس به عنوان یکی از رویکردهای جدید در اصلاح سطح فلزات توسعه یافت.
مدیر مهندسی فروش شیلر فرآیند فارس درباره سازوکار پوششهای تبدیلی نانوزیرکونیم توضیح داد: پوشش تبدیلی حاصل مجموعهای از واکنشهای الکتروشیمیایی کنترلشده میان سطح فلز و عناصر موجود در محلول فرآیند است که در نهایت به تشکیل یک لایه محافظ بر سطح فلز منجر میشود. در فناوری نانوزیرکونیم، این لایه در مقیاس نانومتری شکل میگیرد و ضخامت آن، بسته به فرآیند و کاربرد، در محدوده یک تا ۱۰۰ نانومتر قرار دارد.
وی ادامه داد: در روشهای متداول، برای ایجاد مقاومت مورد نیاز، ضخامت لایههای محافظ میتواند به چند میکرون برسد؛ در حالی که در پوشش نانوزیرکونیم، لایهای بسیار نازک در مقیاس نانو ایجاد میشود که ضمن کاهش مصرف مواد، میتواند زمینه بهبود چسبندگی رنگ و عملکرد سطح در آزمونهای مکانیکی را فراهم کند.
آزاد یکی از مزیتهای این فناوری را امکان اجرای فرآیند در دمای محیط دانست و گفت: برخلاف برخی فرآیندهای سنتی که نیازمند گرمکردن محلولها هستند، فرآیند پوشش نانوزیرکونیم در دمای محیط انجام میشود و از این طریق امکان کاهش مصرف انرژی حرارتی فراهم میشود.
وی افزود: زمان انجام واکنش در این فناوری کمتر از یک دقیقه است و این ویژگی میتواند در خطوط تولید پیوسته و انبوه، بر سرعت فرآیند و ظرفیت تولید اثرگذار باشد. همچنین امکان استفاده از این فناوری برای قطعات ساختهشده از فلزات مختلف از جمله آهنی، آلومینیومی و گالوانیزه وجود دارد و میتوان آن را در خطوط مشترک مورد استفاده قرار داد.
مدیر مهندسی فروش شیلر فرآیند فارس همچنین به کاهش تولید رسوب و لجن در این فرآیند اشاره کرد و گفت: حذف یا کاهش رسوبات و لجنهای حاصل از فرآیندهای فسفاته، علاوه بر کاهش پسماند، میتواند نگهداری تجهیزات و مدیریت خطوط تولید را سادهتر کند. کنترل و پایش فرآیند نیز با ساختار سادهتری انجام میشود و میزان مصرف ماده در شارژ اولیه خطوط حدود یک درصد است.
به گفته آزاد، مجموع این ویژگیها در برخی کاربردهای صنعتی، کاهش ۲۵ تا ۵۰ درصدی هزینههای مستقیم و غیرمستقیم فرآیند پوششدهی را به همراه داشته است. همچنین کاهش مصرف آب و بهبود نتایج آزمونهایی مانند چسبندگی رنگ از دیگر آثار مورد اشاره این شرکت در کاربرد صنعتی این فناوری است.
بومیسازی مواد اولیه در زنجیره پوشش و آندایزینگ
آزاد با اشاره به اقدامات این شرکت برای تکمیل زنجیره بومی فناوری، اظهار کرد: شیلر فرآیند فارس علاوه بر تولید پوششهای تبدیلی، ماده اولیه اصلی مورد استفاده در این فناوری، یعنی هگزا فلوروزیرکونیک اسید را نیز در داخل کشور تولید میکند.
وی افزود: یکی دیگر از مواد مهمی که در این مجموعه بومیسازی شده، سولفات قلع مایع است. این ماده از مواد اولیه کلیدی در فرآیند آندایزینگ و الکتروکالرینگ یا رنگآمیزی الکترولیتی آلومینیوم محسوب میشود و پیش از بومیسازی، نیاز این حوزه به آن از طریق واردات تأمین میشد.
مدیر مهندسی فروش شیلر فرآیند فارس ادامه داد: فرآیند آندایزینگ یک زنجیره تخصصی شامل ۱۷ مرحله کاری است و این شرکت در حال حاضر بیش از ۹۰ درصد مواد شیمیایی مورد نیاز این زنجیره را تولید و تأمین میکند. همچنین انواع افزودنیهای مورد استفاده در فرآیندهای ریختهگری در سبد محصولات دانشبنیان این شرکت قرار دارد.
کاربرد فناوری نانوزیرکونیم در صنایع مختلف
آزاد با اشاره به سابقه استفاده صنعتی از فناوری نانوزیرکونیم این شرکت، گفت: این فناوری بیش از هشت سال است که به صورت عملیاتی و در مقیاس صنعتی در بخشهای مختلف تولیدی کشور مورد استفاده قرار میگیرد.
وی صنعت خودرو را یکی از حوزههای کاربرد این فناوری عنوان کرد و افزود: در قطعات آهنی و بدنه خودرو، پوششهای تبدیلی برای آمادهسازی سطح و افزایش مقاومت در برابر خوردگی و شرایط محیطی مورد استفاده قرار میگیرند.
به گفته وی، صنایع لوازم خانگی نیز از دیگر حوزههای کاربرد این فناوری است و قطعاتی مانند بدنه یخچال، رادیاتور و ماشین لباسشویی از جمله مواردی هستند که میتوانند تحت فرآیندهای اصلاح سطح و پوششدهی قرار گیرند.
آزاد ادامه داد: صنایع گالوانیزه و نورد نیز از این فناوری برای آمادهسازی سطح ورقهای گالوانیزه گرم، لوله، مفتول و سایر محصولات فلزی پیش از رنگآمیزی استفاده میکنند. در صنعت آلومینیوم نیز این فناوری در خطوط رنگ، آندایزینگ، کشش و فرآیندهای مرتبط با رنگآمیزی و آمادهسازی سطح کاربرد دارد.
حرکت به سوی حذف ترکیبات پرخطر
مدیر مهندسی فروش شیلر فرآیند فارس با اشاره به الزامات زیستمحیطی حاکم بر صنایع، اظهار کرد: استفاده از برخی ترکیبات کرومی، به ویژه کروم ششظرفیتی، به دلیل مخاطرات زیستمحیطی و ایمنی با محدودیتهای فزایندهای مواجه شده است و صنایع به دنبال جایگزینهای کمخطرتر هستند.
وی گفت: فناوری نانوزیرکونیم توسعهیافته در این شرکت برای جایگزینی برخی فرآیندهای مبتنی بر ترکیبات کرومی و فسفاته مورد استفاده قرار گرفته است. شیلر فرآیند فارس همچنین در سال ۱۳۹۵ موفق به دریافت لوح تقدیر «محصول سبز» شده است.
آزاد همچنین از تصویب استاندارد ملی در حوزه پوششهای تبدیلی نانومقیاس خبر داد و افزود: این شرکت طی دو سال گذشته پیگیریهایی را برای تدوین استاندارد اختصاصی این حوزه انجام داده و به تازگی استاندارد «پوششهای تبدیلی نانومقیاس» در کمیته فنی استاندارد به تصویب رسیده است.
وی خاطرنشان کرد: تصویب این استاندارد میتواند زمینه ایجاد چارچوب مشخص برای ارزیابی و استفاده صنعتی از این فناوری و افزایش اطمینان صنایع نسبت به محصولات تولیدشده در این حوزه را فراهم کند.
توسعه فناوریهای بومی در حوزه اصلاح سطح فلزات، علاوه بر کاهش وابستگی به مواد و فناوریهای وارداتی، میتواند به کاهش مصرف انرژی، مدیریت بهتر پسماندهای صنعتی، ارتقای کیفیت پوششهای نهایی و کاهش هزینههای تولید در صنایع مختلف منجر شود. بومیسازی مواد اولیه کلیدی در کنار توسعه دانش فنی پوششهای نانومقیاس، رویکردی است که شرکت دانشبنیان شیلر فرآیند فارس برای تکمیل زنجیره ارزش این فناوری دنبال کرده است.
