W pełnym wynalazków i super nowoczesnych maszyn Oddziale Ceramiki CEREL w podrzeszowskiej Boguchwale żartują, że na swój sposób są staroświeccy, bo ich produkty to rzeczy niemal niezniszczalne, a przecież dziś na topie utrzymują się takie, które po paru latach trzeba wymienić na nowe. Z tego – jak wiadomo – nieźle żyje wiele firm. Ale co robić, kiedy zespół jest ambitny. Od lat szefuje mu Ryszard Nowak.
CERELto jednocześnie instytut badawczy, jak i mała fabryka, której specjalnością jest ceramika techniczna. Wiedzą tu o niej wszystko i zrobić potrafią „niemal wszystko”. Dlatego rosną zamówienia z Polski i zagranicy, kwitnie międzynarodowa współpraca naukowa i rodzą się wynalazki. Nie jest to prywatna firma, ale oddział Instytutu Energetyki w Warszawie, który ma dużą samodzielność – własną księgowość i zarządzanie oraz prowadzi niezależne badania i produkcję.
Parę słów o historii
CEREL powstał w 1972 roku, kiedy to z biura konstrukcyjnego największego w Polsce producenta izolatorów ZAPEL wydzielony został Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Ceramiki Elektrotechnicznej CEREL- opowiada dyrektor Nowak. – OBR CEREL zajmował się przez 20 lat nowymi technologiami wytwarzania ceramicznych izolatorów wysokonapięciowych oraz konstrukcją maszyn i urządzeń do ich wytwarzania. Ten stan trwał do 1989 roku, kiedy to nastał nowy system gospodarczy i drastycznie spadły zamówienia na prace od producentów izolatorów. Aby utrzymać załogę i nie doprowadzić do upadłości firmy, musieliśmy znaleźć inne obszary naszej działalności, związanej z szeroko pojętą ceramiką techniczną. W tych trudnych czasach przyjmowaliśmy wszystkie zamówienia na wyroby ceramiczne, od kinkietów lamp łazienkowych do pierścieni ceramicznych na uszczelnienia pomp samochodowych. Równolegle raczkowaliśmy w wielu nowych technologiach i zastosowaniach, szczególnie z wysokowytrzymałej ceramiki korundowej. Po zmianie przepisów zostaliśmy w 1993 r. przyjęci do Instytutu Energetyki jako samofinansujący się oddział zamiejscowy specjalizujący się w technologiach związanych z izolatorami oraz elementami z ceramiki specjalnej i technicznej.
W tamtych czasach podobne do CEREL ośrodki upadały lub były wchłaniane w struktury dużych zakładów i zwykle po tym likwidowane. – Do dziś pozostały tylko nieliczne – mówi Ryszard Nowak. – Kiedyś przy każdym większym zakładzie istniały ośrodki badawczo-rozwojowe, które „ciągnęły” postęp. Było tak w WSK, czy w ZPE ZAPEL. Po ‘89 to się skończyło. Zniszczono naprawdę dużo takich postępowych ośrodków i teraz mozolnie się je odbudowuje, tworząc na powrót przy przedsiębiorstwach centra badawczo-rozwojowe.
– Kolejne lata to czas wdrażania coraz bardziej zaawansowanych technologii, zakupu nowoczesnej aparatury badawczej i nowych urządzeń do wytwarzania ceramiki specjalnej. Tylko w wyposażenie laboratoriów wpompowaliśmy ok. 10 mln zł. W tym czasie nasza kadra naukowa urosła z jednego do pięciu doktorów, a kadra inżynieryjna z dwunastu do osiemnastu – podkreśla szef CEREL-u.
Dziś załoga liczy 48 osób, z czego połowa pracuje w części badawczej i rozwojowej, a druga w części produkcyjnej. Taki podział umożliwia szybkie wdrażanie nowych rozwiązań materiałowych i technologicznych opracowanych przez zespół badawczo-wdrożeniowy.
Obecnie CEREL wytwarza rocznie kilka tysięcy różnych wyrobów i średnio obsługuje około 300 firm krajowych, a także zagranicznych. Stopniowo wzrasta też wartość bezpośredniego eksportu, od zera do aktualnie około 25 proc. Oddział co roku odnotowuje wzrost zysków i przyjmuje 2-3 nowych pracowników.
-Teraz realizujemy osiem grantów naukowych, a więc dość dużo, jak na tak małą firmę. Są one ukierunkowane głównie na odnawialne źródła energii, nowe materiały ceramiczne, napędy dla lotnictwa, piezoelektryki, superkondensatory, materiały perowskitowe do procesów OXY-spalania – wyliczają w CEREL i dodają, że w ich zakładzie wszystkie granty kończą się wdrożeniami do produkcji. Wyniki badań nie lądują na półkę, ale są wykorzystywane przez przemysł.
Ceramika lepsza od stali
Ceramika powszechnie kojarzy się z kruchymi talerzami i cegłami. Nic bardziej mylnego! Elementy z ceramiki specjalnej używane są w bateriach łazienkowych (które nie kapią), w urządzeniach formujących puszki na napoje, baterie, druty, płytki łazienkowe, butelki oraz w osłonach balistycznych pojazdów wojskowych i w procesach ciągłego odlewania stali. Z ceramiki wykonuje się też grzałki, noże kuchenne, tranzystory, oporniki, piezoelektryki, membrany ogniw paliwowych i membrany tlenowe.
Tam, gdzie stopy metalu nie wytrzymują, używa się ceramiki specjalnej – cyrkonowej. To bardzo ciężki materiał, wymagający szlifowania i polerowania z dokładnością często do 1 mikrona. Są to nowe, specjalne tworzywa. Niektóre z nich w Boguchwale robi się od podstaw, inne z gotowych proszków. Do formowania wyrobów CEREL stosuje praktycznie wszystkie znane technologie ceramiczne, od odlewania folii ceramicznych i nanoszenia mikronowych warstw, poprzez różne rodzaje prasowania z mas suchych i plastycznych, aż do wtryskiwania mas termoplastycznych.
– Pracując wcześniej w Zakładach Magnezytowych „ROPCZYCE” S.A., borykaliśmy się z problemem trwałości formy na jeden z naszych produktów – wspomina dr inż. Marek Grabowy, który w styczniu przejmie obowiązki dyrektora od odchodzącego na emeryturę Ryszarda Nowaka. – Trwałość utwardzanej formy stalowej nie przekraczała 1 tys. wyprasek i nawet po regeneracji mogła ich zrobić co najwyżej 2 tys. Trzeba wiedzieć, że koszt takiej formy to spore obciążenie finansowe, w postaci nawet kilkunastu tysięcy złotych. Wspólnie z dr Januszem Świdrem (CEREL) opracowaliśmy formę ceramiczną, która pracuje już od kilku dobrych lat. Zaformowano w niej ok. 100 tys. wyprasek i daleko jej do zużycia.
– Nasza specjalność to precyzja, obróbka, wytrzymałość – wylicza Ryszard Nowak. – Mając krótkoseryjną produkcję, łatwo wdrażamy nasze wynalazki. Współpracujemy z najbardziej uznanymi ośrodkami naukowymi – nie tylko polskimi uczelniami, ale także z uniwersytetami w Cambridge, Trento, Aberystwyth, Magdeburgu oraz z instytutami we Włoszech i Norwegii.
– Zachodnie firmy do badań i innowacji przywiązują ogromną wagę, a naukowców darzy się szacunkiem – mówi dr inż. Marek Grabowy, który przez cztery lata był kierownikiem dużego projektu w jednym z zachodnich koncernów. – Kiedy nastał kryzys gospodarczy i w Polsce cięto wydatki na badania, tam prezes zakomunikował nam, że za ten rok dywidenda zostanie przeznaczona na badania i rozwój, a prace prowadzone przez R&D będą traktowane z jeszcze większym priorytetem, niż zwykle. W Polsce wciąż tego nie rozumiemy. Nie mamy też mocnego, własnego przemysłu. Niemcy w swoim kraju potrafią wyprodukować zarówno igłę, jak i czołg. Nie muszą sprzedawać swoich technologii, sami czerpią z nich zyski.
Na scenę wkraczają ogniwa paliwowe
Ponieważ jedną z najbardziej przyszłościowych branż jest dziś energetyka odnawialna, Cerel zajął się również badaniami nad ogniwami paliwowymi. W laboratorium dyrektor Nowak wyciąga z pudełka niewielką płytkę. Tylko 0,6 mm grubości i dziewięć warstw. – To ogniwo paliwowe – mówi. – Z jednej strony jest ceramika (kompozyt niklowo-cyrkonowy), pełniąca rolę anody. Z drugiej mamy katodę – materiał perowskitowy, a w środku bardzo cieniutką, o grubości 5 mikronów, warstwę elektrolitu cyrkonowego, który jest nieprzepuszczalny. Jeśli z obu stron dalibyśmy siatkę i połączyli je żarówką, od strony katody puścili powietrze, a od anody wodór, to tlen będzie przechodził przez strukturę wewnętrzną elektrolitu. Jego jony połączą się z wodorem, „wezmą” dwa elektrony i żarówka się zaświeci. Z takiej płytki możemy osiągnąć blisko 100 W. Kiedy ustawi się jedną na drugiej, powstaje stos ogniw paliwowych. Taka niewielka „paczka” wystarczyłaby na zasilenie domku jednorodzinnego. Kłopot w tym, że trzeba dostarczyć wodór, który jest trudny w transporcie, uzyskaniu itd. Próbujemy więc stosować biogaz, bioetanol. Wiele ośrodków nad tym teraz pracuje. Ale kto wie, może kiedyś to my pierwsi sprzedamy licencję na masową produkcję takich ogniw – uśmiecha się dyrektor Nowak.
Na razie na świecie udało się wdrożyć ogniwa paliwowe tzw. niskotemperaturowe. Samochód z takim chemicznym silnikiem, który jako paliwa potrzebuje wodoru, wypuściła Toyota. – Podobne ogniwa, tyle, że dla małych samolotów ćwiczebnych na potrzeby wojska, zamierzamy wyprodukować i my – zdradza dyrektor CEREL. – To wspólny projekt z firmą EUROTECH z Mielca i AGH z Krakowa. Wodór jest bardzo lekkim materiałem, a w lotnictwie liczy się każdy gram. Powstały już pierwsze samolociki we współpracy z Politechniką Rzeszowską. Sprawdziły się i kontynuujemy dzieło. Do wdrożenia jeszcze daleko, ale już negocjujemy kupno działki pod budowę Lotniczego Centrum Ogniw Paliwowych.
