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Recycling-Roboter im Einsatz gegen Elektroschrott

Für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft spielt das Recycling bei Elektronik-Konsumgütern eine essentielle Rolle. Das Wiederverwerten von Elektroschrott kann aber für den Menschen gesundheitsschädigend sein, weshalb es ein optimales Einsatzfeld für Robotik und Automation ist. Das irische Technologie-Unternehmen Votechnik hat eine Anlage mit einem KR QUANTEC entwickelt, die diese Herausforderungen meistert.


Projekt ALR-4000: Mit Automation gegen gefährlichen Elektroschrott 

Gase wie Quecksilber und scharfkantige Teile machen es für den Menschen gefährlich, Bildschirme und Monitore mit LCD (Liquid Crystal Display)-Technologie zu demontieren. Das irische Technologie-Unternehmen Votechnik hat hierfür die automatisierte Anwendung ALR-4000 entwickelt, als Herzstück kommt ein KUKA Industrieroboter KR QUANTEC zum Einsatz. Durch das Absaugen der gefährlichen Gase und das Entfernen scharfkantiger Elemente wie Leuchtstoffröhren und Bildschirme beseitigt die Zelle nicht nur die Gefahren für den Menschen, sondern geht auch gegen das Anwachsen der Elektroschrott-Berge an.
Vom Problem zur Lösung: Ein KR QUANTEC von KUKA widmet sich dem Recycling von LCD-Monitoren

200 Millionen LCD-Fernseher und mögliche Folgen

Die Auswirkungen von LCD-Fernsehern auf die Umwelt sind enorm. Jedes Jahr werden weltweit rund 200 Millionen von ihnen verkauft. Dabei entstehen Abfallströme, die anschließend effizient, kostengünstig und sicher entsorgt werden sollen. Experten vermuten, dass das ,versteckte‘ Treibhausgas Stickstofftrifluorid, das zur Herstellung von Flachbildfernsehern verwendet wird, die globale Erwärmung stärker beschleunigen könnte als Kohlekraftwerke. Dennoch zeigt die Nachfrage der Verbraucher nach solchen Geräten auf, dass immer mehr davon in die Abfallströme gelangen. Lisa O'Donoghue, Gründerin und Geschäftsführerin von Votechnik, erklärt: „Die ganze Welt bewegt sich auf eine Kreislaufwirtschaft zu, und Europa ist mit Initiativen wie dem Green Deal und dem Aktionsplan für Kreislaufwirtschaft führend. Solche Initiativen sind dringend erforderlich, um Materialien aus den Produkten, die wir derzeit verwenden, in den Kreislauf zurückzuführen.“
LCD-Fernseher fallen in großen Mengen an, immer mehr davon gelangen in Abfallströme

Recycling: Reduzierte Gefahren für Menschen dank Robotik

Mit dem ALR-4000 von Votechnik kann dieser Elektroschrott automatisiert verarbeitet und sicher entsorgt werden. In der Vergangenheit wurden viele dieser Produkte auf Mülldeponien entsorgt, wobei Quecksilber in den Boden und ins Wasser sickern konnte. Gelangt das Quecksilber, das in den Gasentladungslampen der Geräte enthalten ist, in die Nahrungskette, kann das etwa neuromuskuläre Effekte und kognitive Störungen verursachen. In einem typischen 40-Zoll-Fernseher lassen sich annähernd 60 Fuß (18,288 m) dünner Lampen mit Quecksilber finden. „Dieses Gebiet ist eine ideale Anwendung für die Robotik. Die Maschinen werden nicht von den Chemikalien angegriffen, vor allem dann nicht, wenn sie richtig darauf vorbereitet sind“, betont Brian Cooney, Managing Director von KUKA in Irland.
Der sicherere Weg, Elektronikschrott zu recyceln – die automatisierte Anlage ALR-4000 mit KUKA Roboter
Automatisiertes Abfallrecycling: Der KR QUANTEC punktet hier mit seiner Robustheit und Wiederholgenauigkeit

KR QUANTEC: Herzstück des Recyclings

Durch die Prozessautomatisierung mit Recycling-Robotern entfällt der Kontakt des Menschen mit schädlichen Gasen und Flüssigkristallen sowie die Gefahr, sich beispielsweise an Glasscherben, die beim Herausziehen von Leuchtstoffröhren und Fernsehbildschirmen entstehen, zu verletzen. Die Anlage ist mit dem KUKA Industrieroboter KR QUANTEC mit hoher Traglast ausgestattet. „Der KR QUANTEC ist unser umweltfreundlichster Roboter, er passt perfekt in die Umgebung eines Abfallrecyclings“, sagt Brian Cooney. Der KR QUANTEC zeichnet sich durch eine herausragende Betriebseffizienz, eine kostengünstige Inbetriebnahme und Wartung aus. Dank seines modularen Aufbaus ist die Anzahl von Komponenten stark reduziert, was zur Minimierung des Wartungsbedarfs beiträgt. Innovative Verkabelungs- und Energieversorgungskonzepte senken zusätzlich die Betriebskosten. Der Roboter selbst lässt sich zudem zu 90 Prozent recyceln.

Wertvolles freisetzen, Gefährliches einschließen

Während die manuelle Arbeit und das Risiko minimiert werden, erhöht der ALR-4000 den Durchsatz im Vergleich zum manuellen Verfahren von fünf Geräten auf 60 pro Stunde. Eine Steigerung von 1.200 Prozent. Hinzukommt, dass die Maschine rund um die Uhr arbeiten kann. „Wir sehen Technologien wie die unsere als wegweisend für die Verarbeitung mit hohem Durchsatz, um die wertvollen Materialien aus den Abfallprodukten zu befreien, aber auch um die Schadstoffe zu entfernen und die gefährlichen Stoffe im Prozess einzufangen“, sagt Votechnik-CEO Lisa O'Donoghue. Da der Reinigungsprozess innerhalb des geschlossenen ALR-4000 stattfindet, sorgt ein eingebautes Kohlefiltersystem dafür, dass die schädlichen Gase aufgefangen und nicht in die Atmosphäre abgegeben werden.
Hoher Durchsatz: Die automatisierte Anlage recycelt 60 Geräte pro Stunde

Kohleblockfilter ermöglichen Plug-and-Play-System

Die Kohleblockfilter arbeiten äußerst effektiv beim Herausfiltern von Verunreinigungen, einschließlich gefährlicher Gase, sodass es Votechnik gelungen ist, ein „Plug-and-Play“-System zu schaffen. Bei der Entsorgung der LCD-Geräte ist der ALR-4000 verschiedenen Herausforderungen ausgesetzt: verschiedene Formen und Größen, Marken und Modelle. LCD-Konfigurationen können über 150 Schrauben und verschiedene Befestigungsvorrichtungen mit Klebstoff, Klebestreifen oder Kabelbindern enthalten. Einige haben oben oder unten Lautsprecher oder sogar einen DVD-Player an der Rückseite. Daher hat Votechnik über zehn Jahre hinweg vier Entwicklungsrunden durchgeführt, um eine robuste, automatisierte Maschine zu erstellen, die mit einer Vielzahl von LCD-Iterationen umgehen kann.
Selbst mit verschiedenen Arten von Befestigungen weiß die ALR-4000-Zelle automatisch umzugehen
Ein Projekt mit Zukunft: Der Recycling-Roboter übernimmt die Demontage von LCD-Displays

Robuster und zuverlässiger KR QUANTEC als Partner

Der KR QUANTEC trägt einen erheblichen Teil dazu bei, dass dies nun gelungen ist. Der Industrieroboter ist sehr steif, zuverlässig und wiederholgenau, hat aber auch die Tragfähigkeit, um große Lasten zu handhaben – einschließlich schwerer Werkzeuge am Roboterarm. Seine Robustheit macht ihn zum idealen Partner in einer Abfallverwertungsumgebung, in der ein hohes Maß an automatisierter Geschicklichkeit erforderlich ist, um die Aufgaben mit viel Genauigkeit auszuführen.

Weltweiter Service und Support

Ein weiterer Aspekt für Votechnik war zudem ein weltweiter Support für den Roboter, da die ALR-4000-Zellen global in der Abfallverwertung eingesetzt werden sollen. Die globale Präsenz von KUKA und die Fähigkeit, die ALR-4000-Maschinen international zu unterstützen, waren daher von großer Bedeutung bei der Entscheidung für den KR QUANTEC. Nach zehn Jahren Entwicklungszeit könnte der ALR-4000 als automatisierte Recyclinglösung eine Antwort auf die vielen Herausforderungen sein, die die Elektronik-Konsumgüterindustrie mit sich bringt.
Der KR QUANTEC befreit wertvolle Rohstoffe aus den Abfallprodukten

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