Az új műanyag anyagok trendjeit a tömeg csökkentésének szükségessége határozza meg, anélkül, hogy csökkentenék a készlet funkcionalitását. Ebben az esetben figyelembe kell venni mind az új anyagok tervezését, fejlesztését és gyártását, mind a felhasználásukhoz vagy újrafeldolgozhatóságukhoz kapcsolódó folyamatokat. Rosalнa Guerra, a Műanyag Technológiai Intézet (Aimplas) Automatizálási Laboratóriumának vezetője elmagyarázza a műanyag univerzumoknak, milyenek lesznek a műanyagok a jövő autóiparában.

Ma a jármű tömegének 12–15% -a műanyag. A leggyakrabban használt PP (polipropilén), egy nagyon sokoldalú anyag, amely lehetővé teszi a tulajdonságok széles skálájának elérését, majd technikai műanyagok, például PA vagy ABS. A jármű végső elhelyezkedésétől és a szükséges műszaki teljesítménytől függően számos műanyag típus közül választhat, különböző töltőanyagokkal és adalékokkal, a különböző gyártási folyamatokhoz igazítva.

Az új anyagok - köztük a biomasszák, a nanoanyagok és az újrahasznosított anyagok - használata Rosalna Guerra, az Aimplas Autóipari Laboratórium vezetője számára "alternatívája a hagyományosabb műanyagok használatának, mert kulcsfontosságúak az ágazat versenyképességében. ".

műanyagok

Ebben az értelemben a nano méretű anyagok egyre nagyobb lehetőségeket kínálnak. A kutató szerint kis mennyiségekre van szükség a szükséges tulajdonságok és funkciók eléréséhez. Például, összehasonlítva a hagyományos kompozitokkal, 2 térfogatszázalék szilikát nanorészecske poliamidban 100% -kal növeli az ellenállást. Bár felhasználása továbbra is marad, főként költségei miatt, már számos kereskedelmi öntisztító, hidrofób, ködgátló vagy védő termék található felületkezelésen alapulva, amelyek nanorészecskékkel készülnek.

A műanyag meghódítása

A hagyományos anyagok műanyaggal való helyettesítésének előnyei olyan változatos ágazatokba is eljutottak, mint az orvosi, a vasúti, a városi bútorok és az építőipar. "Ezek azok, amelyek mind a technikai, mind az esztétikai és funkcionális kérdésekből profitáltak a legjobban." Például az átlátszó hőre lágyuló műanyagok üvegezése minden olyan ágazatban, ahol erre szükség van, a súlycsökkenésnek mintegy 40% -os előnyt jelent.

A növényi alapanyagokból készült anyagokkal kapcsolatban Guerra kifejti: "Nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy az olajhiány és az elkerülhetetlen áremelkedés az a motor, amely arra ösztönzi az ágazatot, hogy alternatív forrásokat keressen a bioplasztikus műanyagokban." Az új anyagok és az átalakulási folyamatok kapcsolatát és trendjeit figyelembe kell venni, állítja az Aimplas kutatója, hogy "nagyszabású felhasználásuk szükségszerűen megtörténik, mert az anyagváltozás nem jelenti a radikális gyártási technológia megváltozását" ".

Könnyebb járművek

A gépkocsikban a műanyagok százalékos arányának folyamatos növekedése nagyrészt annak köszönhető, hogy a fém alkatrészeket vagy más anyagokat műanyag alkatrészekkel helyettesítik. Ma Guerra megerősíti a motor villamosításával/hibridizációjával együtt, hogy "a műanyagok használata a legjobb technikai alternatíva az autó tömegének csökkentésére".

Az Aimplas-nál tanulmányozták a különböző belső alkatrészekben és alkatrészekben a fémből műanyagba történő átállítás technikai megvalósíthatóságát és az előírásoknak való megfelelést. "Kétségtelen, hogy a műanyag használata a jármű belsejében és kívül egyaránt lehetőséget jelent az ágazat számára, figyelembe véve, hogy a globális járműgyártás jelenleg meghaladja a 80 milliót" - mondja a kutató.

A fogyasztás és a kibocsátás csökkentésének kulcsa

A műanyag a súly könnyítésén és fontos előnyökön alapul olyan alkalmazásokban, amelyek egyszerre javítják a vezetést és a biztonságunkat (légzsákok, felfújható övek, sokoldalúbb és biztonságosabb kialakítás.) A műanyag egyéb előnyöket kínál a járművek gyártásában. Az Európai Unió által kiadott új rendelet 2020-ra átlagosan 95 g CO2/km kibocsátási célt határoz meg a személygépkocsik számára a jelenlegi 137 g CO2/km-hez képest.

Az Aimplas Automotive Laboratory illetékese szerint, ha figyelembe vesszük, hogy egy járműben 100 kiló műanyag helyettesítheti a 200-300 kiló acélt, akkor a hagyományos anyagokkal készült, 1300 tömegű autó akár súlyát is csökkentheti. 1100 kg, ha műanyagokat használnak gyártásukhoz. Ez a csökkentés egyenértékű 750 liter üzemanyag-megtakarítással a jármű élettartama alatt, amelyet 150 000 kilométerre becsülnek. Ez a szám azt jelenti, hogy az európai autók üzemanyag-fogyasztása évente 12 tonnával, a CO2-kibocsátás pedig 30-mal csökken.

Amellett, hogy „a fogyasztás és a kibocsátás csökkentésének kulcsa”, azon tulajdonságok, amelyek a műanyagot „kiváltságossá” teszik más anyagokhoz képest, az, hogy könnyen feldolgozhatók, a gyártók számára fontos erőforrás a termékeik megkülönböztetése, jobb teljesítményük van ( mechanikai viselkedés) azokon a területeken, ahol az autó kismértékű deformációnak van kitéve, és speciális alakzatokkal tervezhetők, hogy ütközéskor jobban elnyelik az apró ütéseket, különösen a Guerra.

Nanotechnológia és autóipar

Az Aimplas kutatója szerint sok olyan jövőbeli alkalmazás létezik nanotechnológiával, amelyek hangsúlyozzák az ágazat fő igényeit és követelményeit. Bizonyos esetekben, mivel a nano bevonatokat manapság már használják.

  • Könnyű, de ellenállóbb (fogyasztás és biztonság).
  • Javított hatékonyság és fogyasztás (katalizátorok, adalékanyagok, kenőanyagok).
  • Miniatürizáltabb és továbbfejlesztett elektronikus rendszerek (nano-robotok).
  • Hosszabb élettartam: intelligens öngyógyító rendszerek.
  • Védő, öntisztító, ködgátló bevonatok: ablakokhoz, festékekhez stb.
  • Elektronikus rendszerek védelme (nagy elektromágneses árnyékolással ellátott házak).
  • Hatékony szűrők füstökhöz, szennyező anyagokhoz, napsugárzáshoz.
  • Napkollektorként/cellaként működő festékek.
  • Nanometrikus felületérzékelők, mint egy bőr (kvantumpontok).
  • Nanotechnológiai alapú akkumulátorok hibrid vagy elektromos járművekhez.

A kihívások és korlátozások

Az autóipar jelentős összegeket fektet a kutatás-fejlesztésbe olyan műanyagok előállítására, amelyek elérik a gyártók és a felhasználók által a minőség, a költségek és az elégedettség közötti kívánatos egyensúlyt. A Guerra számára a jövő műanyagai "intelligens műanyagok" lesznek, könnyebbeknek, nagyobb hőállóságúaknak, jobb mechanikai tulajdonságokkal, tartósabbaknak kell lenniük, hibrid konstrukciók részét képezik, és nagyobb funkcionalitással kell rendelkezniük . „Kétségtelen, hogy vannak olyan hiányosságok, amelyek kihívást jelentenek az autóipar számára általában és az olyan kutatóközpontok számára, mint például az Aimplas, amelyek olyan anyagok kifejlesztése felé vezetnek minket, amelyek új funkciókkal rendelkeznek: energiaelnyelés, sokk, nagyobb tűzállóság, hőmérséklet és magasabb százalékos újrafeldolgozhatóság mellett ”- magyarázza a kutató.

Vannak más „kevésbé technikai, de az ágazat számára ugyanolyan fontos korlátozások”: a bioműanyagoknak még mindig le kell küzdeniük bizonyos akadályokat, például például, hogy jelenleg nem lehet őket elegendő mennyiségben előállítani, ami a nyersanyagok rendelkezésre állásának hiányát jelentené. és még nincsenek versenyképes áraik, mivel akár négyszer is drágábbak.

"Ami a nanoanyagokat illeti, azon túl, hogy csökkent fogyasztásuk továbbra is magas árakat von maga után, az Aimplas-nál továbbra is kutatást folytatunk például a nanorendszerek diszperziójának és orientációjának javítása érdekében a műanyag mátrixban, valamint a kettő közötti kölcsönhatásnak." - mondja Guerra.

Az autóipar Spanyolországban

A számok fényes jövőt jósolnak a spanyol autóipar számára: évente körülbelül kétmillió járművet gyártanak Spanyolországban, ami a jelenlegi helyzetben a GDP 10% -át és több mint 300 000 munkahelyet jelent. Figyelembe kell venni, hogy Spanyolország 17 gyárával a második európai gyártó az Egyesült Királyság és Olaszország előtt, világszerte pedig a kilencedik.

Az elmúlt hónapokban a sajtóban megjelent hír megerősíti a nagy gyártók, például a Mercedes, a Renault, az Opel vagy a Ford elkötelezettségét hazánk iránt.

"Míg Közép-Európában bezárnak gyárakat, gyáraink új modellek gyártását kapták, amelyek megerősítik a Spanyolország iránti elkötelezettséget, és amelyek olyan produktív beruházásokat és adaptációkat tartalmaznak, amelyek több munkahelyet és több K + F-t eredményeznek az ágazatban", - mondja Rosalna Guerra, az Aimplas Autóipari Laboratórium vezetője.

Műanyagok és elektromos járművek

A hibrid és elektromos motorok piacának felbomlása lényegesen megváltoztatja azokat a műszaki és funkcionalitási követelményeket, amelyeket a motortérben lévő anyagok, az elemek, a felületi érzékelők stb. A hagyományos járművekhez hasonlóan a műanyagok is könnyebb elektromos autókat tesznek lehetővé, ezért nagyobb autonómiával rendelkeznek.

"Kétségtelen, és miközben arra vár, hogy az elektromos jármű nagyobb hatást gyakoroljon a felhasználóra (jelenleg az utakon közlekedő járművek kevesebb mint 1% -a elektromos), ez az új technológia új piacot kínál a műanyag szektor számára is" - mutat rá.Aimplas kutatója.

Az Aimplas technológiai központ az autóipar felé irányuló kutatási vonalakat rajzolt meg a világítás, az újrafeldolgozhatóság, a bioműanyagok és a nanoanyagok felhasználása, valamint ezen polimer anyagok feldolgozhatóságának javítása alapján.