Atık Camı Bir Kumlama Çözümüne Dönüştürmek

Ekibimiz bu zorluğu, atık cam şişeleri kumlama için uygun maliyetli ve sürdürülebilir bir aşındırıcı malzemeye dönüştürmek üzere tasarlanmış bir proje olan Glass Grinder’ı geliştirerek üstlendi.

Atıktan Kaynağa Dönüşüm

Birleşik Krallık’ta her gün yaklaşık 14 milyon cam şişe çöplüklere gönderiliyor; bu da yılda 5 milyara ulaşıyor. Cam için geleneksel geri dönüşüm yöntemleri enerji yoğun ve pahalıdır, genellikle malzemeyi eritmek ve yeniden şekillendirmek için yüksek sıcaklıklar gerektirir. Bu sırada, kumlama endüstrisi büyük ölçüde silika ve kömür cürufuna bağımlıdır; bu malzemelerin her ikisi de sağlık açısından risk taşır ve yüksek kalitede işlenmesi pahalıdır.

Bu sorunları göz önünde bulundurarak, cam şişeleri kumlama için ince, tutarlı aşındırıcılara dönüştürebilecek tamamen mekanik bir uçtan uca sistem oluşturmayı hedefledik—yüksek performanslı ve uygun maliyetli malzemelere ihtiyaç duyan bir endüstri için.

Kumlama Medyasını Mekanik Bir Yaklaşımla Yeniden Tasarlamak

Glass Grinder, kullanılmış cam şişeleri verimli şekilde ince aşındırıcılara dönüştüren bağımsız, uçtan uca bir sistem olarak tasarlanmıştır. Tanıdık bir biber öğütücünün mekaniğinden ilham alan sistemimiz, hem hassasiyet hem de uyarlanabilirlik sağlayan iki aşamalı bir öğütme sürecine sahiptir.

İlk aşamada, planet dişli kutusu mekanizması şişeleri daha küçük cam parçalarına kırar. Bu kaba öğütme, malzemeyi ikinci aşamaya hazırlar; burada keskin kenarlı öğütücüler parçaları daha da rafine ederek toz benzeri bir aşındırıcıya dönüştürür. Sonuç, çeşitli kumlama uygulamalarında kullanılabilecek tutarlı biçimde şekillenmiş cam bir ortamdır ve öğütme süreci, kullanıcı ihtiyaçlarına bağlı olarak farklı incelik seviyelerine ulaşmak için ayarlanabilir.

Glass grinder design — Cam öğütücü tasarımı

Neden Cam Seçildi?

Araştırmamız, öğütülmüş camın kumlama malzemesi olarak kullanılmasına dair bir dizi güçlü gerekçeyi ortaya koydu. Her şeyden önce, daha güvenli. Kömür cürufu ve silika kumu gibi geleneksel aşındırıcıların—özellikle iyi havalandırılmayan ortamlarda kullanıldığında—ciddi solunum yolu sağlık riskleri oluşturduğu bilinirken, cam kimyasal olarak inert bir malzemedir ve kullanım sırasında zararlı maddeler yaymaz. Bu durum, operatörler için riskleri azaltır ve iş güvenliği ile ilgili artan düzenlemelerle uyumludur.

Güvenliğin ötesinde, cam ayrıca olağanüstü bir performans sergiler. Doğal keskinliği, verimli bir aşındırıcı yüzey sağlar ve geleneksel malzemelerle aynı sonucu elde etmek için daha az malzeme gerektirir. Cam aşındırıcıların, silika kumuna kıyasla aynı performansı sağlamak için yalnızca %70 hacme ihtiyaç duyduğunu tahmin ediyoruz. Öğütme sisteminin esnekliği ayrıca kullanıcıların çıktıyı belirli endüstriyel ihtiyaçlara göre özelleştirmelerine olanak tanır; narin yüzey işlemlerinden daha agresif yüzey uygulamalarına kadar.

Ayrıca, Glass Grinder erişilebilir olacak şekilde tasarlanmıştır. Kompakt, bağımsız yapısı sayesinde hem küçük atölyelerde hem de büyük sanayi tesislerinde kullanılabilir. Şarap ve su şişeleri dahil olmak üzere geniş bir şişe yelpazesinin yerleştirilebilmesi, sistemi beslemeyi ve çalıştırmayı kolaylaştırır. Tehlikeli ve pahalı aşındırıcılardan uzaklaşmak isteyen endüstriler için cam, uygulanabilir, uygun maliyetli ve ölçeklenebilir bir çözüm sunar.

Pazar Fırsatı ve Ekonomik Avantajlar

Ticari açıdan bakıldığında, Glass Grinder’ın potansiyel etkisi oldukça büyüktür. Küresel geri dönüştürülmüş cam pazarı yaklaşık £4,5 milyar değerindeyken, kumlama pazarı £9 milyar seviyesindedir ve otomotiv ve inşaat sektörlerindeki talep nedeniyle yıllık yaklaşık %1 oranında büyümeye devam etmektedir.

Farklı kumlama malzemelerinin maliyetlerini karşılaştırdığımızda, geri dönüştürülmüş cam kullanmanın avantajı daha da netleşti. Atık camın kilogram başına maliyeti yalnızca 22 pence’tir—bu da onu kömür cürufu veya silika kumu gibi geleneksel malzemelere kıyasla yaklaşık on kat daha ucuz yapar. Geliştirilmiş verimlilik ve daha az malzeme hacmi ihtiyacıyla birleştiğinde, bu durum geri dönüştürülmüş camı hem çevresel hem de ekonomik açıdan son derece cazip kılar.

Sektör Geri Bildiriminden Çıkanlar

Sunumumuz sırasında, Xometry satış mühendisi Joao Clemencio, Glass Grinder’ın yapımında kullanılan malzemeler hakkında sorular yöneltti. Sistemin esas olarak paslanmaz çelikten üretileceğini ve bu sayede laboratuvarlar ve fabrikalarda endüstriyel ölçekte kullanıma uygun dayanıklılığın sağlanacağını açıkladık.

Joao ayrıca sistemin çalışma mekanizmasıyla, özellikle şişelerin nasıl besleneceğiyle ilgilendi. Tasarımımızın üst kısmının, şarap ve su şişeleri dahil olmak üzere farklı boyutlardaki şişelerin yerleştirilebilmesine olanak tanıdığını ve öğütme mekanizmasının farklı boyutlara uyum sağlamak için otomatik olarak ayarlandığını belirttik.

Ayrıca, kolayca değiştirilebilen ve aşındırıcılık düzeylerinin özelleştirilmesine izin veren modüler öğütme bileşenlerinin potansiyelini tartıştık. Joao, sistemin otomasyon için elektronik bileşenler gerektirebileceğini belirtti; ancak biz, küçük ölçekli laboratuvarlar için uygun maliyetli bir çözüm olarak manuel çalıştırma seçeneğinin de uygulanabilir olabileceğini vurguladık.

Pazar Potansiyeli ve Gelecek Beklentileri

Glass Grinder’ın, kumlama endüstrisinin aşındırıcı malzeme tedarik etme biçimini değiştirme potansiyeline sahip olduğuna inanıyoruz. Atık camdan elde edilen güvenli, özelleştirilebilir ve düşük maliyetli bir alternatif sunarak aynı anda iki çevresel sorunu ele alıyoruz: geleneksel cam geri dönüşümünün verimsizliği ve mevcut kumlama ortamlarının sağlık ve maliyetle ilgili endişeleri.

Tasarımın sadeliği ve çok yönlülüğü, onu bağımsız laboratuvarlardan yüksek hacimli sanayi uygulamalarına kadar çok çeşitli ortamlara uyarlamayı mümkün kılar. Sürdürülebilir malzeme talebi artmaya devam ettikçe, sistemi ölçeklendirme ve onu döngüsel tedarik zincirlerine entegre etme fırsatları görüyoruz.

Xometry gibi şirketler için bu tür bir çözüm, hem tedarikçi ağlarındaki silika bazlı aşındırıcı bağımlılığını azaltarak hem de genel olarak daha sürdürülebilir üretim uygulamalarını teşvik ederek gerçek bir değer sunabilir.

Sizce kırık camı işe yarar bir şeye dönüştürmek nasıl bir fikir? Tasarımı geliştirme ya da daha verimli hale getirme konusunda fikirlerinizi bizimle paylaşın.

Diğer UCL Hackathon projelerini keşfedin: