07 Aug. Laser sichert Endlagerbehälter
Mit zunehmender Elektromobilität wächst auch der Bedarf nach sicherer und dauerhafter Lagerung von Batteriematerialien und chemischen Industrieabfällen. Bestimmte Abfälle erfordern die Endlagerung in sogenannten Kategorie-IV-Deponien, die besonders hohe Anforderungen an Behälter stellen. Diese müssen Umweltschutz, sichere Handhabung und Langzeitstabilität gleichermaßen gewährleisten.
Chemisch hochbeständige Glascontainer könnten künftig zur sicheren Langzeitlagerung gefährlicher Reststoffe beitragen. Im Projekt LasGlaReLa haben Forschende des Laser Zentrum Hannover (LZH) ein Laserschweißverfahren entwickelt, das nach Angaben des Instituts eine durchgehende Schweißnaht ohne Mikrospalte oder Hohlräume ermöglicht.
5-mm-Glas vollständig verschweißt
Nach Angaben des Instituts eignet sich das Verfahren für eine automatisierte Herstellung sicher verschlossener Behälter. Glas gilt aufgrund seiner chemischen Beständigkeit als geeigneter Werkstoff für die langfristige Lagerung gefährlicher Stoffe. Bislang werden entsprechende Behälter überwiegend mit thermischen Gasverfahren gefertigt. Diese verursachen jedoch einen hohen Wärmeeintrag und erschweren eine automatisierte Fertigung.
Beim Laserschweißen von Glas bleibt trotz Wärmeeinbringung die mechanische Festigkeit erhalten. Bild: LZH
Im Projekt setzten die Forschenden einen CO₂-Laser mit einer Wellenlänge von 10,6 µm ein. Trotz der geringen optischen Eindringtiefe gelang es ihnen, beide Fügepartner gleichzeitig zu erwärmen und 5 mm dicke Flachglasscheiben vollständig zu verschweißen. Dabei entstand eine durchgehende Schweißnaht ohne Mikrospalte oder Hohlräume.
Nach Angaben des LZH blieb die mechanische Festigkeit der Proben auch nach zweiwöchiger Lagerung erhalten. Zudem positioniert sich der Glasdeckel während des Schweißprozesses selbstständig durch die Schwerkraft. Zusätzliche Spann- oder Handhabungssysteme sind dadurch nicht erforderlich.
Die Forschenden arbeiten nach eigenen Angaben derzeit daran, die Kantengeometrie der Glasbauteile weiter zu optimieren, um Reibung sowie Materialaufwölbungen im Schweißbereich weiter zu reduzieren.
Über LasGlaReLa
Das Projekt ‚Neuartige Fertigungstechnologie zur Herstellung laserverschweißter Glashohlkörper zur Reststofflagerung‘ (LasGlaReLa) wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen VN-KK5111715 gefördert. Projektpartner waren die TU Bergakademie Freiberg und die Glasbiegerei Pfaltz.
Quelle und Bild: www.lzh.de