Magyar modell újíthatja meg a téglafejlesztést

Az új Porotherm X-therm tégla a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemmel (BME) közösen végzett innováció, melyre felfigyelt a Wienerberger anyavállalata is. A projekt során tapasztalt kihívásokról, az együttműködésről beszélgettünk Orbán Imrével, a Wienerberger termékmenedzsment és alkalmazástechnikai vezetőjével és dr. Hegyi Dezsővel, a BME Építészmérnöki Kar Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszékének docensével.

Hogyan jött az, hogy az Porotherm X-therm fejlesztésében részt vegyen a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem?  

Orbán Imre: Régóta élő és jó kapcsolat van a Wienerberger és a BME között. Voltak korábban is közös munkáink, melyek rendre sikeresek voltak. Ebből a kapcsolatból alakult ki, hogy végül felkértük az egyetemet, vegyen részt az új, X-therm tégla fejlesztési munkálataiban is. Ezúttal ugyanis olyan szimulációkat is szerettünk volna elvégeztetni, amelyben a test belső struktúráját vizsgáljuk, ebben pedig az egyetem szakembereinek óriási tapasztalata van. Azt lehet mondani, hogy a kereslet találkozott a kínálattal.

Mi volt az a probléma, amely megoldását kérte a vállalat az egyetem kutatóitól?  

Orbán Imre: Az elmúlt időszakban a hőtechnikai előírások szigorodása miatt egyre komolyabb hőszigetelési elvárásaink vannak a falazat és ezáltal a beépítendő téglákkal szemben is. Azért, hogy ezeket teljesíteni lehessen egy ilyen tradícionális építőanyaggal, a téglákat egyre kifinomultabb üregszerkezettel kellett ellátni. Ennek köszönhetően, javult, javul is a téglák és így a falazat hőszigetelő képessége. Ez nagyon jó tulajdonság, ám komoly kihívás a gyártás során, hiszen manapság már nagyon finom szerkezetet kell készíteni, majd kiégetni. Éppen ezért az Porotherm X-therm esetében teljes szemléletváltást hajtottunk végre. Térbeli struktúraként tekintettünk rá ahhoz, hogy egy új bordaszerkezetet tudjunk kialakítani. Éppen ezért volt szükség olyan szakértőkre, akik ilyen struktúrákban otthonosan mozognak, sőt kutatják is azokat. Azt szerettük volna, hogy az anyagjellemzőket figyelembe véve a maximális eredményt érjük el, mind a hőszigetelés, mind a stabilitást illetően.

Dr. Hegyi Dezső: Az volt a feladatunk, hogy egy olyan javaslatot tegyünk az asztalra, amely segítségével a gyártási folyamat kiszámítható, megbízható lesz, a fizikai behatásokra pedig kevésbé érzékeny terméket nyerünk. E mellett, ha lehet, akkor javítsunk a hőszigetelési mutatókon is.  

Ha már itt tartunk milyen területen sikerült előrelépést elérni az újdonsággal?   

O. I. Számos szegmensben fejlődést értünk el. Egyrészt az új bordaszerkezetnek köszönhetően javult a hőszigetelő képesség, ami manapság egyre hangsúlyosabb elvárás, illetve a hangszigetelés terén is komoly előrelépés történt. Ráadásul egy erős, jól gyártható téglát alkottunk. De a méretpontosság is jelentősen tudtuk növelni, ami végső soron azt eredményezi, hogy az építtető „kímélheti" a pénztárcáját, az építkezés összességét tekintve ugyanis akár kevesebb falazó- és vakolóhabarcsot kell felhasználnia, ami megtakarítást jelent számára. 

A közös munka mennyivel rövidítette le a fejlesztést?  

O. I. Konkrét nap nélkül is elmondható, hogy jelentősen meggyorsította. Ez egy piacról élő cég számára mindenképpen fontos szempont. Ám nem csak ezt emelném ki. A termékfejlesztés egy tetemes része ugyanis áthelyeződött a digitális térbe, aminek további előnyei vannak. A szimulációknak köszönhetően ugyanis a korábbiakhoz képest csökkent a próbagyártások száma, így egyértelműen kijelenthetjük, hogy az új szemléletének köszönhetően a teljes fejlesztési folyamat is környezettudatosabbá vált. 

A projekt során milyen munkafázisok zajlottak az BME berkein belül?  

H. D. Ahhoz, hogy a számunkra feltett kérdésre választ tudjunk adni, ami arról szólt, hogy erős, jól gyártható téglát alkossunk végig követtük a gyártást az elejétől a végéig. Áttekintettük, hogy a termelésnek melyek azok a pontjai, ahol mi pontosabb információt tudunk adni, s megoldást tudunk kínálni a Wienerberger számára. Az Építészmérnöki Kar Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszékén elsősorban építőanyagok, építési termékek, rendszerek vizsgálatával foglalkozunk. A szakterületünkhöz illeszkedően a gyártás során két olyan kritikus pontot határoztunk meg, melyeket vizsgálni tudtunk. Az egyik a tégla kiszárítása volt, a másik pedig a kiégetés. Ezek ellenőrzését igen sok és költséges kísérlet mellett lehetne elvégezni. Így, ahogy már korábban jeleztük az volt a következő felvetés felénk, hogy az általunk nyújtott megoldási javaslatokat tudjuk-e digitális térben zajló szimulációval, digitális modellezéssel ellenőrizni. Persze a kísérletek egy részét így sem lehetett megúszni, hiszen meg kell ismerni az anyag tulajdonságait. Ehhez a próbatesteket legyártotta nekünk a Wienerberger, és ezekkel végeztünk laborkísérleteket. Ezt követően a megismert anyagtulajdonságok alapján készítettünk egy számítógépes modellt, amely segítségével már elvégezhettük a szükséges vizsgálatokat.

Hogyan zajlott a modellezés?

H. D. Fontos tudni, hogy a számítógépeken nem állnak rendelkezésünkre megoldások minden létező problémára. Konkrét, leszűkített kérdésekre kaphatunk csak értékelhető válaszokat, ráadásul minden újszerű jelenséghez kalibrálni kell az eljárásokat. A kívánt feladat csak akkor végezhető el, ha elkészítjük hozzá a megfelelő modellt, amely tartalmazza azokat a kalibrált jelenségeket, amelyeket szeretnénk kutatni. Ha egy modell nem tartalmaz egy jelenséget, akkor azt érthetően nem is vizsgálja, ilyenkor esetleg egy-egy anomália utal arra, hogy van ott még más vizsgálni való a látókörünkön kívül. A mostani felkéréshez hozzá kellett igazítani a már rendelkezésre álló szoftverünket. Ez volt az egyik legfontosabb feladat. A teszteket végül a vállalat számára elfogadható költség és időkereten belül meg tudtuk csinálni.  A konszern központi részlege igen kíváncsian várta az eredményeket. Végül azonban nagy megelégedéssel vették a végkifejletet, hiszen a javaslataink alapján elkészült próbadarabok nagyon jó eredményeket hoztak. A trükkünk az volt, hogy leszűkítettük a vizsgált jelenségek tartományát annyira, hogy azokat gyorsan és hatékonyan vizsgálni lehessen, de még releváns eredményekre számíthassunk.

Más szemléletet kellet követni ehhez a projekthez, mint más kutatói munkáknál? Itt kifejezetten gyakorlati célú volt a feladat, a végeredmény pedig rövid idő múlva megjelenik a piacon.  

H. D. Amikor konkrét megbízás van, akkor mindenképpen tekintettel kell lenni a határidőkre. Ez minket is jobban nyom. Azt hiszem ez egy markáns különbség az egyéb típusú kutatásokhoz képest, ahol lazább az időkeret és a menet közben felmerülő újabb problémákat is körbe tudjuk járni. Előbbi esetben erre nincs idő, fokuszáltan kell dolgozni. Utóbbi esetben persze mélyebb ismereteket tudunk szerezni, ami tovább segíti a fejlődést.   

A projektnek és a teszteléseknek lehet, hogy lesz folytatása az egyetem részéről? Készülhet belőle tudományos munka vagy például publikáció?  

H. D. A munkában és annak eredményeiben tudományos értelemben van potenciál, ezt nyugodtan kijelenthetem. Sőt, a Wienerberger sem zárkózik el az ilyen célú továbblépés elől. A helyzet mégsem ennyire egyszerű. Ahhoz, hogy ebből egy tudományos lapban értékes publikáció legyen még sok munkára lenne szükség. Ipari feladat esetén elégedettek lehetünk, ha látjuk, hogy jól működik a termék. Egy tudományos munkában az apró részleteket is el kell tudni magyarázni. Másként fogalmazva, egy ipari megbízásnál jó válaszokat várnak tőlünk, a tudományos életben a miértek a fontosabbak. Hasonló vizsgálatok jelenleg nincsenek fókuszban az egyetemen. Ám nem kizárt, hogy idővel persze megcsináljuk. 

A Wienerberger esetében mi a helyzet? Valóban felfigyelt a közös munkára az anyavállalat? Lesz a projektnek utóélete? 

O. I. A munkát bemutattuk az anyavállalat illetékeseinek, s elmondtuk mi a modell lényege, mire fókuszál. Mindez annyira elnyerte tetszésüket, hogy jelezték: beszállnak a projektbe és annak finanszírozásába is. Az eredmény nem csak egyszeri. Zajlanak az egyeztetések, hogy miként lehetne ezt hosszútávon a csoport munkájába beépíteni. Ezzel párhuzamosan a rendelkezésre álló tudást már megismertettük néhány testvércég fejlesztő kollegáival, akik élénken érdeklődtek a projekt iránt. Ha szabad összegezzem, nagy megtiszteltetés volt ismét együtt dolgozni a professzor urakkal. Sokat tanultunk, nagyot fejlődtünk. A projekt megerősített minket abban is, hogy az innováció iránti elköteleződésünkben az egyik leghasznosabb partner a Műegyetem, így a jövőben is szorosan együtt kívánunk velük dolgozni kutatási és fejlesztési munkákban.

A termékcsaládról részletesebben ITT lehet olvasni.