Procesy wytwarzania samochodów nowej generacji
Ponieważ w XXI w. kwestiami priorytetowymi są wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, przeciwdziałanie zmianie klimatu oraz zmniejszanie emisji dwutlenku węgla, sektor przemysłu poszukuje nowych sposobów na sprostanie tym wyzwaniom. Jedno z bardzo obiecujących nowych podejść pozwalających na radykalne ograniczenie zanieczyszczenia środowiska i zmniejszenie emisji ze środków polega na produkcji samochodów i samolotów ze znacznie lżejszych stopów metali. Pozwoli to na znaczne zmniejszenie wymaganych ilości paliwa i ograniczenie kosztów produkcji, dzięki czemu pojazdy staną się bardziej ekologiczne. W ramach finansowanej ze środków UE inicjatywy LOCOLITE (An industry system enabling the use of a patented materials processing technology for low cost forming of lightweight structures for transportation industries) opracowano nowe opatentowane materiały na potrzeby realizacji tego celu. W trakcie projektu, którym kierował zespół z brytyjskiego uniwersytetu Imperial College w Londynie, zaprojektowano tanią technologię wytwarzania części paneli samochodowych o złożonych kształtach ze stopów aluminium o wysokiej wytrzymałości przy wykorzystaniu opatentowanej technologii nazywanej przesycaniem, formowaniem i hartowaniem w matrycy (HFQ). "W porównaniu do obecnych aluminiowych konstrukcji nadwozia samochodów osobowych, które są wytwarzane przy wykorzystaniu konwencjonalnych metod, koszty produkcji mogą spaść o 30–40%", mówi profesor Jianguo Lin, jeden z partnerów projektu z uniwersytetu Imperial College w Londynie. "Ponadto koszt projektowania nowych modeli samochodów może zostać zmniejszony o 25–35 mln euro, ponieważ można połączyć wiele małych komponentów w jeden". Dane liczbowe są imponujące i mówią same za siebie: ostatnie badania wykazały zmniejszenie ciężaru komponentów nawet o 55% w zależności od gatunków wybranych stopów aluminium. To z kolei przekłada się na oszczędność paliwa na poziomie od 20 do 25% i zmniejszenie emisji dwutlenku węgla (CO2) na poziomie do 35%, w zależności od modelu i marki. Rozwiązania opracowane w ramach projektu zwiększą również zakres jazdy samochodów elektrycznych o nawet 35%, dzięki czemu pojazdy te staną się jeszcze bardziej opłacalne. Technologia wzbudziła natychmiastowe zainteresowanie producentów samochodów i została wdrożona przez brytyjskie przedsiębiorstwo z branży hutniczej, Impression Technologies Ltd, spółkę typu spin-off wykorzystującą opatentowaną technologię, która uruchomiła pierwszą na świecie linię produkcyjną HFQ, skonstruowaną przez firmę AP&T (Szwecja). "Komercjalizacja rozpoczęła się od producentów niszowych marek samochodów w Wielkiej Brytanii, takich jak Aston Martin i Lotus Cars — umożliwi to wykazanie korzyści zapewnianych przez naszą technologię", dodaje prof. Lin. Następnym krokiem w procesie komercjalizacji będzie produkcja nowych i tanich części zapewniających niski poziom emisji do luksusowych marek samochodów, takich jak Audi, BMW, Jaguar i Mercedes. "Obecnie dążymy do tego, aby technologia dla tych marek została wdrożona w ciągu najbliższych 2–3 lat", mówi prof. Lin. Dodaje, że zgodnie z oczekiwaniami komercjalizacja technologii do stosowania w popularnych samochodach, czyli pojazdach klasy C i D, nastąpi w ciągu kolejnych 5–7 lat. Oprócz przedstawicieli przemysłu samochodowego technologią interesują się również producenci samochodów ciężarowych, autobusów, pociągów i samolotów. W przypadku samochodów dostawczych, autobusów i trolejbusów oczekuje się oszczędności paliwa na poziomie 20% i redukcji emisji CO2 na poziomie 30%, co utoruje drogę do znacznie bardziej przyjaznego dla środowiska transportu publicznego i logistyki. Spodziewane są również ogromne oszczędności materiałowe w sektorze lotnictwa. "Zdołaliśmy uformować komponenty do samolotów, które mogą zmniejszyć koszty produkcji o co najmniej pięć razy w porównaniu do obecnych technologii, w których 95–97% materiałów jest marnowane podczas obróbki". Sektor elektroniki również jest bardzo zainteresowany wykorzystaniem stopów aluminium opracowanych w ramach projektu HFQ, zwłaszcza na potrzeby wytwarzania elementów obudowy urządzeń elektrycznych i elektronicznych, takich jak telefony komórkowe. "Oczekujemy, że nasza technologia będzie stosowana w tych sektorach w ciągu najbliższych dwóch lat", mówi prof. Lin. Oprócz zmniejszenia emisji zanieczyszczeń z pojazdów oraz ograniczenia kosztów produkcji technologia zapewnia również oszczędności związane z recyklingiem. "Aluminium może być łatwo poddawane recyklingowi przy wykorzystaniu zaledwie około 5% energii wymaganej do pozyskania pierwotnego aluminium", zauważa prof. Lin. "Stosowanie aluminium z odzysku pozwala na znaczne zmniejszenie kosztów". Dzięki technologii HFQ sektor produkcji stał się bardziej ekologiczny, a inne branże przemysłu będą wkrótce mogły podążyć jego śladem.
Słowa kluczowe
Produkcja samochodów, stopy aluminium, formowanie na gorąco, przesycanie, formowanie i hartowanie w matrycy, HFQ
