Три инновации, которые скоро станут частью лесной промышленности Финляндии.

Увеличение финансовых вложений в научные исследования и производственную проверку инновационных технологий быстро приносит свои плоды. Новые идеи рождаются всё чаще, а их путь к коммерческому использованию становится всё короче.

В свежей статье, подготовленной ХАННЕС МЯНТЮРАНТА, рассказывается о тестировании трех инновационных технологий в лесном секторе Финляндии. Речь идет о:

  • производстве текстиля из волокна нового типа, изготавливаемого из целлюлозы;
  • использовании дистанционно управляемых лесовозов на перевозке лесопродукции;
  • изготовлении из целлюлозы материала для 3D- печати.

В сентябре этого года, инновационная компания Metsä Spring, входящая в группу Metsä, произвела первую партию волокна нового типа, пригодного для использования в текстильном производстве.

Исследовательский проект был запущен в 2012 году, а уже в 2018 было принято решение инвестировать средства в разработку пилотной установки для производства новой продукции. Ввод в производство новой машины был осуществлен на пилотном заводе Metsä Spring, расположенном в Яанекоски (Центральная Финляндия). Сборка установки была начата в феврале 2020 года, однако из-за пандемии Covid-19 затянулась. Тестирование оборудования закончено только в августе и уже в сентябре из древесной массы была изготовлена первая партия штабельного волокна, пригодного для производства текстиля.

Первая партия текстильного волокна нового типа из древесной массы. Фото: Metsä Spring

 Первая партия весила несколько сотен килограммов. Много текстиля из такого объема не сделаешь. Однако это только первая производственная проверка технологии. Полным ходом идет её доработка, а это значит, что и выход волокна, и его качество возрастут.

Испытания оборудования продолжаются и будут завершены до зимы, после чего группа разработчиков проекта начнет последний этап своей работы, цель которого доказать, что новый метод производства коммерчески эффективен при использовании в промышленных масштабах. Для эксплуатации экспериментальной установки Metsä Spring  учредила совместное предприятие с японской фирмой  Itochu Corporation. которое называется  MI Demo.

При благоприятных результатах его работы, уже в ближайшем будущем  в Финляндии может появиться крупная  фабрика по производству текстильного волокна в значительно большем масштабе.

Автоматизированный грузовик перевозит древесную щепу на завод Stora Enso

В марте 2020 года Stora Enso начала испытания грузовика с дистанционным управлением на своем заводе в Уимахарью в Йоэнсуу,- Восточная Финляндия. Целью испытаний является определение того, насколько автоматизированный транспорт этого типа может сократить расходы и выбросы, а также повысить безопасность транспортировки.

В будущем автоматизированный транспорт может иметь большое значение для лесного сектора Финляндии. Участки заготовки древесины в стране не большие и расположены далеко друг от друга, перерабатывающие предприятия обычно размещены далеко, как от мест заготовки, так и от основных рынков, выпускаемой ими продукции. Именно поэтому логистика – это центральная проблема лесной отрасли: по -сути, — проблема её выживания.

Уже сейчас маршруты лесовозов между лесными участками и производственными предприятиями оптимизируются с помощью компьютера. В будущем стоимость транспорта и его воздействие на окружающую среду будут снижены, например, за счет использования более качественного топлива. Другая, пусть и отдаленная, цель — использовать автоматические грузовики хотя бы на некоторых маршрутах.

В эксперименте Stora Enso грузовик перевозит древесную щепу с лесопилки в качестве сырья на целлюлозный завод на том же участке. Транспортное средство преодолевает расстояние в 1,4 километра примерно 15 раз в день с максимальной скоростью 20 километров в час.

Безопасность движения по маршруту уже улучшилась благодаря новому оборудованию для обеспечения безопасности, например, умным светофорам. Также ожидается снижение выбросов за счет автоматизации, оптимизирующей работу двигателя и выбор маршрута. Это также снизит затраты.

«Грузовик постоянно учится двигаться по маршруту и обращать внимание на другой транспорт. На данный момент водитель ещё сидит в кабине, чтобы обеспечить бесперебойную транспортировку и безопасность прохождения перекрестков, однако довольно скоро мы сможем опробовать полностью автоматизированную работу.  Планируется, что уже на следующий год водитель будет управлять грузовиком с помощью дистанционного управления», — говорит Лаури Куусисто , директор по производству Stora Enso, Wood Supply Finland

«Мы сможем оценить эффективность автоматизированных перевозок только имея достаточно практического опыта. Сейчас можно с уверенностью сказать, что все заинтересованные стороны с нетерпением ждут результатов », — говорит Куусисто.

Испытания планируется продлить как минимум до осени 2021 года. Партнерами проекта являются Mantsinen Group, компания, занимающаяся транспортировкой древесной щепы; Hiab, которая поставила систему управления и оборудование для грузовика; и Центр технических исследований Финляндии VTT, участвовавшие в разработке.

Аспекты безопасности также затронули компанию InnoTrafik и VTT. Кроме того, в рамках проекта Nokian Tyres тестирует интеллектуальные шины, оснащенные датчиками Intuitu. «Широкое взаимодействие с партнерами отражает нашу философию, согласно которой инновации возникают не изолированно, а в сотрудничестве», — говорит Куусисто.

В этом году семейство продуктов Formi от UPM Biocomposites пополнилось новым материалом UPM Formi EcoAce. Продукция разработана для литья под давлением, за исключением UPM Formi 3D, которая предназначена для масштабной 3D-печати. При литье расплавленный и текучий материал упаковывается под давлением в форму, где он затвердевает.

Как правило, продукты семейства UPM Formi изготавливаются из целлюлозных волокон или механически измельченных древесных волокон и полипропилена или полилактида (PLA) на биологической основе. Однако пластик на основе возобновляемых источников в EcoAce состоит из бионафты, произведенной из таллового масла, остатка производства целлюлозы на заводе UPM по переработке биопереработки в Лаппеенранте, восточная Финляндия. Это означает, что сырье для биопластика почти полностью происходит из леса.

Доля древесных волокон в материалах для литья под давлением составляет 40–60%. В материале для 3D-печати используется только целлюлозное волокно, доля которого составляет 20%.

Цель волокна в этих продуктах — укрепить конечный продукт, заставляя его сохранять свою форму и размер в течение всего жизненного цикла. Изогнутые и другие сложные формы можно без труда напечатать.

«Более того, использование биокомпозита дает лучшее качество и точность, чем раньше. Материал также придает конечному продукту ощущение дерева, что гораздо более привлекательно для потребителей, чем можно получить с помощью пластика », — говорит Эва Саарикоски , менеджер по приложениям в UPM.

Материал UPM в литейных формах можно использовать повторно. Фото: UPM

Материалы доставляются заказчику в виде гранул.

Под крупноформатной печатью понимается печать изделий размером от одного метра до 4–5 метров. К ним относятся мебель и формы для литья.

Например, вместо фанеры можно использовать литейные формы, напечатанные на 3D-принтере. Фанеру сложно сгибать в форму, в отличие от трехмерных форм, изготовленных из материала UPM, которым после печати можно придать такую ​​же форму, как и дереву.

Более того, материал UPM в литейных формах можно использовать повторно. После того, как, скажем, форма больше не понадобится, ее можно раздробить и использовать для изготовления новых 3D-форм. Таким образом, деревянные формы, используемые при заливке бетона, могут уйти в прошлое.

«Производители, использующие метод печати, могут выбрать модель, в которой клиент использует глобальный каталог для заказа, например, стула, который затем будет распечатан на месте. Единственное, что нужно будет транспортировать, — это гранулы », — говорит Саарикоски. Подобная операционная модель также возможна, потому что удельная стоимость печати более или менее одинакова, независимо от того, сколько единиц произведено.

Что касается мощности принтера и потребности в материалах для печати, Саарикоски говорит, что одна машина могла печатать 1 000–1500 стульев в год, а на один стул требовалось около 10 кг материала. По словам Саарикоски, объемы производства материала ежегодно удваиваются.

Волокна на основе древесины конкурируют за доли рынка с углеродными волокнами и стекловолокном. Грануляты UPM производятся на заводе UPM Biocomposites в Лахти, на юге Финляндии.

Компания выпустила первые продукты UPM Formi в 2011 году. Семейство продуктов 3D появилось на рынке в 2018 году.

ХАННЕС МЯНТЮРАНТА ( в пересказе М.Попкова)
forest.fi, 9.10.2020

Добавить комментарий