Czy pszczelarze amatorzy doczekają się tanich, refundowanych walców do węzy

Czy nam się to podoba, czy nie, obrotem wosku rządzą rynkowe prawa maksymalizacji zysku. Parafrazując prawo Kopernika o pieniądzu, można powiedzieć, że zły wosk wypiera z rynku dobry. Pszczoły nie potrafią go fałszować. Coraz więcej zwolenników zyskuje idea gospodarki woskiem w obiegu zamkniętym swojej pasieki i produkowania jej z własnego wosku, z zachowaniem zasad bioasekuracji. Nikt nie potrafi odpowiedzieć na proste pytanie: jak wygląda korelacja pomiędzy centralizacją produkcji węzy a wzrostem liczby ognisk zgnilca amerykańskiego. Mamy już naukowe dowody (WAXO) na to, że sterylizacja termiczna i ciśnieniowa wosku powoduje nieodwracalne pogorszenie jego jakości. Czy odejście od wymogu sterylizacji przy zachowaniu bioasekuracji częściowej (produkcja węzy z własnego wosku tylko dla własnej pasieki) poprawiłoby sytuację epizootyczną zakażenia bakteriami Paenibacillus larvae i jakość wosku w ulach? Sterylizacja węzy w hermetycznych, jednostkowych opakowaniach (na wzór jednorazowych wyrobów medycznych) twardym promieniowaniem, mimo że optymalna pod względem jakości, nie znajdzie zastosowania z powodu z pewnością wzrosną też koszty tradycyjnej sterylizacji autoklawowej). Nic nie wskazuje także na spadek liczby ognisk zgnilca, ponieważ za sprawą zmian wprowadzonych w przedmiotowych przepisach UE planowane jest wykreślenie tej choroby pszczół (czerwiu) z listy chorób zwalczanych z urzędu. Aktualny, wspierany przez państwo i UE, handel odkładami pszczelimi i matkami jest zaprzeczeniem zasad bioasekuracji. Wiedzą o tym zarówno lekarze weterynarii, jak i urzędnicy instytucji państwowych odpowiedzialnych za realizację programów wspierających rozwój pszczelarstwa. Sytuację mogłaby poprawić duża liczba tanich walców, pszczelarze nie musieliby sobie ich wówczas pożyczać nawzajem (jak miodarek). Na pewno nie poprawi jej natomiast rozdawanie węzy z wosku niewiadomego pochodzenia. 

Czego potrzebują pszczelarze, by mogli przejść na system gospodarowania własnym woskiem wysokiej jakości w zamkniętym obiegu swoich pasiek? Potrzebują tanich, trwałych, najlepiej metalowych lub teflonowych walców do węzy. Krajowy przemysł pozostawił pszczelarzy z tym problemem. Sukcesem zakończyła się próba wydrukowania przez amatorów walców z trwałego i twardego (95° Shore A) plastiku na drukarce 3D. Kilka prototypów takich walców już eksperymentalnie pracuje. Ze względu na szybko wzrastające możliwości technologiczne druku 3D zrodził się pomysł wytworzenia walców metalowych poprzez precyzyjne odlanie (wariant metody wytapiania modeli), przy użyciu modelu wydrukowanego za pomocą drukarki 3D z woskopodobnego filamentu, przeznaczonego dla celów odlewniczych. Co prawda metalowe walce można kupić, ale są bardzo drogie, i w związku z wojną na Ukrainie, trudno dostępne, dlatego nawiązaliśmy współpracę z Zakładem Odlewnictwa i Obróbki Plastycznej Politechniki Poznańskiej, gdzie okazano nie tylko ekologiczne podejście do problemu, ale też dużą życzliwość, za co bardzo dziękujemy. Po pierwszej próbie odlania z brązu fragmentu takiego walca, zakończonej sukcesem, przystąpiliśmy do odlania dwóch walców i skonstruowania z nich przyrządu umożliwiającego walcowanie węzy w domowych warunkach (na razie dla formatu jednej drugiej ula wielkopolskiego - szer. taśmy 15 cm – fot. 1). 

Fot. 2. Odwzorowanie zębów walca: A - model FDM, B - odlew mosiądz, C – odlew brąz

Pomysł prowadzi do bardzo istotnego (w stosunku do obróbki skrawaniem) obniżenia kosztów produkcji. Dodatkowo umożliwia wydrukowanie i kolejne odlanie walców z dowolnym rozmiarem komórki, szczeliny międzykomórkowej i kąta wierzchołkowego dna, co oznacza pełną kontrolę nad geometrią plastra węzy. W przypadku uszkodzenia walca uzyskanie części zamiennych również nie stanowi problemu. Synchronizację obrotów walców i regulację ich zazębienia planujemy uzyskać za pomocą tradycyjnych metod, wykorzystując do tego celu, dostępne w handlu, znormalizowane (tanie) stalowe koła zębate. Nasuwa się jednak pytanie, czy przy większych gabarytach walców (węza do ula Dadanta) przeszkodą nie okażą się deformacje geometryczne odlewów spowodowane skurczem odlewniczym? W tym względzie liczymy na doświadczenie i pomoc naukowców-odlewników dysponujących specjalnym oprogramowaniem symulującym proces krzepnięcia metali. 

Z uwagi na to, że pszczelarze w Polsce zaopatrzyli się już w refundowane miodarki, stoły do odsklepiania ramek, odstojniki do miodu itp., wydaje się celowe objęcie refundacją metalowych lub teflonowych walców. 

Fot. 3. Wykonany i sprawdzony w działaniu prototyp walców na korbkę mocowany do stołu ściskiem stolarskim

Fot. 4. Walcowanie węzy na sucho, w folii stretch

Trzecia próba odlania walców zakończyła się sukcesem. Modele walców, wydrukowane na popularnej drukarce Ender 3, po dorobieniu układu wlewowego i przelewowego, posłużyły jako modele odlewnicze. Zastosowano metodę odlewania z przeciwciśnieniem. „Linie papilarne” na modelu i odlewie związane z warstwą przyrostową (0,2 mm) okazały się bez znaczenia pod względem jakości (gładkości) powierzchni węzy (fot. 2). Oba walce są identyczne, ale współpracują ze sobą obrócone o 180°. Utrzymały tolerancje wymiarowe i posłużyły do wykonania przyrządu do ręcznej produkcji węzy pszczelej z gładkich arkuszy wosku, uzyskiwanych metodą zanurzania wilgotnego arkusza sklejki w roztopionym wosku. Przy konstruowaniu przyjęto zasadę minimalizowania kosztów. Działający prototyp zrobiono z typowych części, łatwo dostępnych w handlu: blachy inox 0,5 mm (na wanienkę); osi jako prowadnic liniowych stosowanych w obrabiarkach CNC (można kupić na metry); zamkniętego profilu stalowego i płaskownika (gorąco walcowane) jako obudowy łożysk; typowych łożysk igiełkowych wytrzymujących duże naciski, lub panewki z brązu; modułowych hartowanych stalowych kół zębatych. Należy tylko dobrać je z tabeli dla rozmiaru walców i grubości węzy (szczegóły konstrukcji przedstawiono na fot. 3). Walce można przymocować do dowolnego stołu za pomocą typowych ścisków stolarskich. Przy konstruowaniu przyjęto poziomy układ walców, co powoduje zanurzenie w wodzie z rozdzielaczem dolnej ich części oraz zwilżanie podczas pracy. Węzę odbiera się pionowo z przestrzeni pomiędzy walcami. Plastikowy „lemiesz” pod walcami (niewidoczny na zdjęciu), który kieruje podsuwany poziomo arkusz do góry - między walce, wydrukowano również z użyciem filamentu. Po dorobieniu napędu elektrycznego, uruchamianego za pomocą pedała, możliwa będzie samodzielna produkcja węzy. Walce można wyregulować. W tym celu należy włożyć między nie miękki papier grubości węzy, docisnąć, ustabilizować koła zębate (za pomocą wkrętów), wyeliminować luz za pomocą korbki. Udało się to za każdym razem. 

Próba walcowania węzy z gładkich arkuszy bez użycia wody i rozdzielacza (gładkie, suche arkusze umieszczone między dwiema foliami stretch, fot. 4) dała bardzo dobre wyniki, co umożliwia uzyskanie węzy ekologicznej bez śladów mydła, detergentów itp. 

Kolejne walce planujemy odlewać tylko z brązu, ze względu na to, że przy topieniu mosiądzu wydzielają się szkodliwe dla zdrowia opary cynku. Technologia odlewania jest jednakowa dla wszystkich metali kolorowych i ich stopów o temperaturze zalewania do ok. 1100°C. Można więc zakładać możliwość odlewania walców ze stopu cynku (dobrze nadającego się do tego celu), a następnie galwanizowanie ich chromem technicznym. 
W najbliższym czasie podejmiemy próbę odlania walców o długości ok. 26 cm (rozmiar węzy do uli wielkopolskich). Ze względu na ryzyko deformacji wysokiego wydruku na urządzeniu Ender 3 (drgania stołu pod koniec procesu drukowania), konieczna jest zmiana drukarki 3D na obsługującą większe gabaryty (niezbędne jest unieruchomienie stołu w osiach x-y). Walce uzyskane za pomocą odlewu nie są tak precyzyjne jak wyprodukowane innymi metodami, mimo to - jak wynika z prób – sposób ten umożliwia łatwą produkcję węzy dobrej jakości z własnego wosku. Walce te są jednak bardziej trwałe niż wykonane z tworzywa, ze stopów ołowiu lub aluminium. Należy nadmienić, że umożliwiają walcowanie grubszych gładkich arkuszy (uzyskiwanych przez kilkukrotne zanurzanie formatki w płynnym wosku), co sprawia, że węza jest bardziej elastyczna (obróbka plastyczna) niż uzyskiwana, powszechną dziś metodą, lania płynnego wosku między dwa chłodzone walce. Na zdjęciu „zębów” odlanego walca widać precyzyjnie odlane „linie papilarne” jako ślad po zastosowanej technologii druku (fot. 5). 
 

Fot. 5. Odlany ząb walca z widocz\nymi „liniami papilarnymi

To, co początkowo wydawało się wadą odlewniczą, okazało się zaletą. W takim walcu lepiej utrzymuje się woda z rozdzielaczem (np. mydliny), co sprawia, że węza się do niego nie przykleja. Drobne niedokładności geometryczne okazały się w ulu bez znaczenia, pszczoły i tak odbudowują komórki po swojemu. Dobre wyniki uzyskano, walcując węzę między dwiema foliami stretch. Folie te można zdjąć tuż po walcowaniu lub pozostawić jako opakowanie zabezpieczające węzę przed sklejaniem się arkuszy magazynowanych w stosie. 

Z kalkulacji kosztów wynika, że możliwe jest kilkukrotne obniżenie ceny odlewanych walców metalowych, co oznacza ich konkurencyjność w stosunku do produkowanych obróbką skrawaniem (CNC) czy kucia (dłutowania). Koszt nierefundowanych walców z mosiądzu nie przekracza budżetu emeryta/rencisty. Koszt produkcji walców poprzez odlewanie jest dość trudny do oszacowania ze względu na wzrost kosztów energii elektrycznej, będzie znany po odlaniu walca 26 cm. 

Już szósty z kolei rok wytwarzam węzę z własnego wosku (różnymi metodami). Przez ten okres nie miałem do czynienia ze zjawiskiem spływania węzy po drutach. Okazuje się, że na własne potrzeby wystarczy wyselekcjonować wosk z zasklepów i zabudowy dziewiczej. Węza uzyskana z takiego wosku jest niemal biała, a jej jakość nieporównywalna z dostępną w handlu. Pozostały wosk, odzyskany z ciemnych plastrów, z powodów higienicznych, wykorzystuję do produkcji świec.