Elmarco s. r. o.

Zákazník

Společnost Elmarco se během 3 let stala globálním lídrem v odvětví nanotechnologií se specializací na vývoj a produkci zařízení pro výrobu nanovláken. Společnost zahájila své obchodní aktivity v nanotechnologickém segmentu v roce 2004 a dnes již dosahuje ročního obratu 23,3 milionu dolarů. Elmarco je držitelem několika národních a mezinárodních ocenění za vývoj a inovaci. Zařízení produkovaná společností Elmarco úspěšně dobývají trhy v Evropě, USA a Japonsku. Úspěch Elmarca podtrhuje spolupráce s prestižními světovými univerzitami, jako je například Massachusetts Institute of Technology (MIT) či North Carolina State University (NCSU). Více informací lze nalézt na www.elmarco.com.

Princip elektrospinningu

Elmarco se stalo světoznámou společností v oblasti nanotechnologií díky využití a rozvoji jedinečné technologie tvorby nanovláken vyvinuté na Technické univerzitě v Liberci, která se ukázala mnohem efektivnější v porovnání s doposud používanou tryskovou metodou. Současné použití nanovláken zahrnuje celou řadu aplikací – např. pro vzduchovou či kapalinovou filtraci, tlumení hluku, ochranné pomůcky pro zdravotnictví apod. Je pozoruhodné, že designéři společnosti Elmarco objevují postupně nové možnosti využití nanovláken i během navrhování svých výrobních zařízení, což vede k identifikaci nových příležitostí a definování nových produktů a trhů.

Patentovaná metoda elektrospinningu firmy Elmarco, která je postavena na tvorbě vláken v silném elektrostatickém poli, je produktivnější a jednodušší na údržbu než doposud používaná metoda založená na použití trysek. Technologie nazvaná „Nanospider“ využívá rotujícího válce částečně ponořeného ve vaničce s roztokem polymeru, který je umístěn v poli vysokého napětí. Nad válcem se posunuje podkladový materiál, na který se nanáší vrstvy nanovláken vytažené vysokým napětím z vrstvy polymeru na rotujícím kovovém válci. Nanesením vrstvy nanovláken na podkladový materiál se filtrační účinnost zvyšuje z 20 % až na 80 %. Průměr takto získaného nanovlákna je řádově menší než průměr lidského vlasu a díky tomu finální produkt dokáže zachytit nejen částice o velikosti pylového zrna, ale také viry nebo bakterie. Materiál vyrobený s vrstvou nanovláken má mnohem větší měrný povrch než konvenční materiály, což významně zlepšuje vlastnosti produktů využívajících nanovláknových materiálů. Typickou ukázkou takovýchto produktů jsou například baterie a solární články nebo materiály pohlcující zvuk.

Designové výzvy a řešení

Proces návrhu zařízení pro výrobu nanovláken musí respektovat některé specifické požadavky. Z důvodu přítomnosti vysokého napětí typického při využití metody elektrospinningu musí být celé zařízení vyrobeno z plastových komponent – s výjimkou rotujícího kovového válce. Vytvořit zařízení o zákazníkem požadované výrobní kapacitě umožňuje modulární design zařízení, který zefektivňuje výrobu díky opakovatelnému využití komponent zařízení. Požadavek na bezproblémový provoz a jednoduchou údržbu je pak zajištěn jednoduchostí konstrukce nanovláknového zařízení.

Od počátku byla konstrukce veškerých klíčových modulů zařízení (zvlákňovací hlava, vlastní tělo technologie a celková zástavba do kompletního stroje) realizován v řešení Autodesk Inventor. Pro některé oblasti jsou využívány komponenty třetích stran, což klade mimořádné nároky na sdílení digitálních modelů v rámci spolupráce s dodavateli. Konstrukční tým společnosti Elmarco sestává z 12 členů, z nichž část pracuje na 3D modelech a další připravují 2D výkresovou dokumentaci.

Přínosy Autodesk Inventor

„Rozhodli jsme se pro Autodesk Inventor, protože se jedná o uživatelsky přívětivý 3D CAD systém, se kterým je snadné se naučit pracovat,“ řekl Jan Čmelík, vedoucí oddělení konstrukce. „Při návrhu výrobní linky pro průmyslovou výrobu nanovláken je využito až 80 % již navržených modulů, zbývající části jsou zkonstruovány podle požadavků zákazníka. Možnost sdílení projektů v Inventoru významně pomohla efektivně organizovat práci konstrukčního týmu.“

V řešení Autodek Inventor jsou navrhovány také komplementární technologie jako například vozík na doplňování polymeru do výrobní linky, kde konstruktéři vysoce oceňují schopnosti Inventoru navrhovat potrubní systémy. K finální montáži komponent od dodavatelů jsou díky pokročilé funkcionalitě Autodesk Inventor poskytovány digitální modely těchto komponent. K prezentaci vzhledu a funkcí výrobního zařízení zákazníkům jsou využívány nástroje pro vizualizaci a dynamickou simulaci.

Autodesk Inventor pomáhá společnosti Elmarco nejen rychle navrhovat a testovat nová zařízení pro nové aplikace nanotechnologií , ale také tvořit vysoce kvalitní výkresovou dokumentaci. 2D výrobní výkresy jsou doplněny 3D pohledy na celkovou montáž modulu.

„S řešením Autodesk Inventor máme dlouhodobě velmi dobré zkušenosti – jedná se o software, na který si naši noví pracovníci snadno a rychle zvykají, a navíc s vynikajícím poměrem cena/výkon. Z tohoto pohledu se nám investice do řešení Inventor již nyní mnohonásobně vrátila,“ řekl Michal Mareš, výrobní ředitel v Elmarco.

Citace

„Při návrhu výrobní linky pro průmyslovou výrobu nanovláken je využito až 80% již navržených modulů, zbývající části jsou zkonstruovány podle požadavků zákazníka. Možnost sdílení projektů v Inventoru významně pomohla efektivně organizovat práci konstrukčního týmu.“

Jan Čmelík, vedoucí oddělení konstrukce Elmarco

Případová studie v PDF