Optoelektronik

”Vi er nødt til at udfordre status quo og designe helt forfra for at genanvende elektronik”

Det kræver mod og nye designløsninger, hvis danske produktionsvirksomheder skal øge genanvendelsen af elektronik, lyder det fra Danfoss. For både globale mastodonter og spirende startups er det en vanskelig opgave at designe produkter, der let kan skilles ad og recirkuleres. Heldigvis er der hjælp at hente til at finde ’guldet’.

Et metallisk brøl lyder fra maskinen. Printplader, ledninger og computere bliver trukket ind og knust i en kæmpestor shredder. Det, der engang var avanceret teknologi, er nu uigenkendelige stumper.

Sådan behandles størstedelen af elektronikaffaldet i Danmark i dag – og det koster dyrt. Op mod 30 procent af materialernes værdi går tabt i processen. Et tab, som danske virksomheder nu forsøger at undgå ved at gentænke designet af elektronik helt fra bunden. I øjeblikket er det kun 17 procent af elektronikaffaldet fra Danmark, der genbruges forsvarligt.

Den udfordring vil projektet Recirkuler Elektronik, som MADE er partner i, løse, så Danmark bliver et foregangsland for bæredygtig elektronikproduktion. For nylig delte Danfoss ud af deres erfaring på en workshop: 

“Vi har det med at undervurdere, hvilken effekt det kan have at genbruge og genanvende produkter såsom elektronik, og samtidig har vi det med at overvurdere, hvilken indsats der skal til for at gøre tingene anderledes. Vi er nødt til at udfordre status quo og teste nye løsninger,” lød opfordringen fra Rasmus Jørgensen, Circularity Manager i Danfoss Drives. 

Designvalg er nøglen til genanvendelse

”Vi vil gerne designe vores produkter, så de kan skilles ad og genanvendes. Nogle produkter skal designes helt forfra, for at vi kan genanvende mere elektronik, end i dag. Vores produkter skal være designet til at kunne lave service på, og vi er ved at bevæge os fra salg af produkter hen mod salg af service,” siger Rasmus Jørgensen. 

Helt konkret arbejder den globale industrikoncern med at kunne genanvende værdifuldt materiale fra bl.a. deres frekvensomformere, som bruges til styring af elmotorer, der indeholder metaller og elektronik. 

Danfoss høster altså materialer og komponenter fra brugt elektronik ved at skille det ad, inden det bliver hakket i småstykker for at få mere rene fraktioner.

”Vi vil gerne finde ud af, hvor værdien er på printpladen (PCB) – altså hvor sidder guldet? Vi skal sørge for den rette balance, så vi analyserer komponenterne på en måde, så det stadig kan betale sig at bruge tid og ressourcer på adskillelse,” forklarer Rasmus Jørgensen. 

Én af de virksomheder, der er klar til at gå nye veje, er LS Control fra Herlufmagle, der fremstiller printplader og tilhørende software til f.eks. ventilationsudstyr. Selvom de tæller 55 medarbejdere, har de samme udfordringer som Danfoss med at tænke både kortsigtet på produkter, der er nedslidte – og langsigtet ift. designvalg: 

“Vi vil gerne undersøge, hvordan vi i designfasen sørger for, at vores elektronikkomponenter let kan skilles ad og repareres. Jeg tror, der er et marked for os, hvor vi sælger refurbished emner til grossister, så det er værd at undersøge,” siger Dorthe Frøstrup, salgs- og marketingkoordinator i LS Control.

Eksperter fra Teknologisk Institut kan i projektet f.eks. hjælpe LS Control med en accelereret ældningstest for at se, hvad levetiden er på cirkulære designede printplader. Visionen er at udvikle og implementere cirkulære metoder, der reducerer spild, forlænger produkters levetid og fremmer bæredygtig produktion og forbrug. Derudover kan de få adgang til nye værktøjer til bæredygtigt design, som kan hjælpe dem i selve designarbejdet. 

Batterier må ikke ende i naturen

“Det er vigtigt at få store såvel som små virksomheder i gang med cirkulære løsninger. Startups er vigtige at få med, fordi de hurtigere kan implementere nye løsninger,” siger Zachary J. Davis, souschef, ph.d., Funktionelle Materialer hos Teknologisk Institut og projektleder i Recirkuler Elektronik.

Det er netop dét, som startuppen Mojo Studio satser på: To-mandsvirksomheden har opfundet en lampe til Roskilde Festival, som får energi fra eksisterende Volt-powerbanks fra pladsen.

”Vi udlejer vores lamper kaldet BoogieBeam, så det er et alternativ til at købe billige lamper med lav produktionskvalitet i et byggemarked, hvor to AA-batterier til sidst ender i naturen,” forklarer Anders Tengstedt, der har stiftet virksomheden sammen med Thøger Sørensen. De to venner arbejder i hhv. GN Store Nord og Demant, der begge fremstiller høreapparater, og driver Mojo Studio ved siden af.

Hjælp til at afklare dilemmaer

Startuppen tænker allerede nu på cirkularitet, og søgte derfor viden i Recirkuler Elektronik-projektet: 

”Vi tror på, at det giver størst værdi, hvis man tænker cirkularitet ind i sit produkt lige fra start. I vores tilfælde skal det være nemt at tage batteriet ud og udskifte med et andet – og nemt at reparere selve lampen, når den er i stykker. Det er meget sværere at tænke cirkulært, når først produktet er på markedet, så derfor lytter vi også til gode råd fra f.eks. Danfoss,” siger Anders Tengstedt, CTO og Co-founder i Mojo Studio.

Og Danfoss er glade for at kunne dele viden med andre og vurderer, at der er et stort potentiale for at få flere SMV’er til at se på de produkter, de får retur.

”Det er ikke stor raketvidenskab at genbruge elektronikkomponenter, men det er svært at opfinde og opskalere et nyt system, hvor vi ikke kun tænker lineært, men også cirkulært. Især når man er en global virksomhed,” forklarer Rasmus Jørgensen.

Mojo Studio søger bl.a. hjælp udefra for at afklare dilemmaer om f.eks. holdbarhed, pris og genanvendelsesgrad: 

”Skal vi f.eks. gå i retning af mere integreret elektronik, hvor det er billigere for os at masseproducere, men hvor det til gengæld bliver sværere at udskifte enkeltkomponenter? Vi vil gerne gøre det på en forsvarlig måde, men som startup er vi nødt til først at se på, hvordan vi kan reducere omkostningerne, så meget som muligt,” fortæller Anders Tengstedt, og ved siden af ham bliver der nikket: 
 
”I teorien kan vi ultralydssvejse plastikdelene sammen, så lampen bliver helt vandtæt, men så er det jo umuligt at splitte den ad og have en cirkulær produktion. Vi vil gerne høre andres erfaringer med at fremstille holdbart elektronik, der samtidig kan skilles ad,” siger Thøger Sørensen, CEO og Co-founder i Mojo Studio.

Helt konkret kan Recirkuler Elektronik-projektet bl.a. hjælpe startuppen med at foretage droptest på lamperne for at teste deres holdbarhed og derudover undersøge, hvad der skal til for, at deres produkt kan opnå en IP-rating – altså evnen til at tåle vand og støv. 

Mojo Studio har brugt to år på at udvikle en prototype af lampen og siden da finpudset den. Lampen kan lejes allerede nu, og målet er at bygge mellem 125 og 350 stk. til årets Roskilde Festival. 

Hvor elektronik før endte i shredderens gab, peger både globale virksomheder og startups nu på et andet slutpunkt: produkter, der er designet til at blive skilt ad, repareret og genbrugt. 
Hvis det lykkes, kan færre printplader ende som metalstøv – og mere af det ’guld’, der i dag går tabt, blive i kredsløb.

Optokoblere af højeste kvalitet giver sikker kredsløbsadskillelse

Würth Elektronik udbygger sit program af optoelektronik med optokoblere i alle gængse kapslingsformer og CTR-værdier (Current Transfer Ratio). Udvidelsen omfatter WL-OCPT-serien af fototransistor-optokoblere i DIP-4-, SOP-4- og LSOP-4-huse. WL-OCDA Darlington-optokoblerserien er tilgængelig som DIP-4 og SOP-4. De forskellige kapslinger fås desuden med forskellige lead-frame udformninger. CTR-værdierne for komponenterne spænder fra 20 til 15.000 procent. Dertil kommer, at de DIN EN 60747-5-5 certificerede komponenter tåler brug i omgivelsestemperaturer mellem -55 og +110°C.

Den galvaniske adskillelse mellem kontrol- og effektkredsløb spiller en vigtig, sikkerhedsmæssig rolle i mange industri-, motor- og energiapplikationer. Optokoblere er i den forbindelse en effektiv beskyttelse mod støj og overspændinger i strømforsyninger, ladere, computere, motorstyringer og PLC-systemer samt flere slags test- og målekredsløb.

Würth Elektronik har i sit design af optokoblere valgt en co-planar kapsling med en konstant isolationsafstand. Det sikrer en perfekt isolation op til 5.000V. Brugen af interne silikone- og polymere materialer af høj kvalitet garanterer en 100% intern refleksion, og giver en stabil CTR over hele temperaturområdet. Würth Elektroniks optokoblere har meget hurtige switch-tider og en høj DC-overførsel selv ved lave nominelle strømme. Lead-frames udarbejdet i kobber medfører en optimal lodning under montage og dermed pålidelig fastholdelse af komponenten i applikationen. Optokoblerne fra Würth Elektronik kan leveres direkte fra lager i alle kapslingsdesigns og CTR-forhold, ligesom gratis samples er til rådighed. Flere informationer om funktionel levetid samt designanbefalinger for forlænget levetid kan ses i applikationsnoten ANO006.