Wprowadzanie na rynek udoskonalonych metali lekkich
Kompozyty ze stopów metali lekkich mają coraz większe znaczenie w produkcji komponentów w przemyśle motoryzacyjnym, wytwórczym, lotniczym i kosmicznym. Materiały te mają wysoki stosunek wytrzymałości do masy i niską gęstość, co oznacza, że pojazdy są lżejsze i zużywają mniej paliwa, co wiąże się z niższym poziomem szkodliwych emisji. Wraz z pojawieniem się nanomateriałów o lepszych właściwościach opracowywana jest nowa klasa nanokompozytów, które pozwolą wyjść poza techniczne ograniczenia czystych metali. Pomimo wielu projektów badawczych koncentrujących się na tych zaawansowanych materiałach przeprowadzonych w ciągu ostatnich kilku dekad, na rynku pojawiła się tylko ograniczona liczba produktów. Ograniczenie funduszy przeznaczanych na rozwój i zwiększenie skali utrudniło ich upowszechnienie, a użytkownicy końcowi nie chcą stosować niestandardyzowanych technologii. Przemysł stanął w obliczu zjawiska znanego jako „dolina śmierci”, polegającym na nieosiąganiu pełnego potencjału przez obiecujące materiały. Aby przezwyciężyć te bariery, w ramach finansowanego ze środków UE projektu LightMe (An Open Innovation Ecosystem for upscaling production processes of lightweight metal alloys composites) opracowano ekosystem otwartych innowacji zaprojektowany z myślą o zwiększeniu skali procesów przemysłowych przetwarzania metali lekkich. Projekt LightMe miał być punktem odniesienia dla innowacji w nanokompozytach z osnową z metali lekkich (MMnC) – stopach wzmocnionych cząstkami o wysokiej wytrzymałości.
Budowanie innowacyjnego ekosystemu
W projekcie LightMe udział wzięło 25 partnerów z 15 europejskich państw członkowskich, którzy dzielili się swoją wiedzą i doświadczeniem, aby wspierać innowacje i prace rozwojowe dotyczące metali lekkich. Konsorcjum LightMe reprezentowane było przez organizację non-profit, za pośrednictwem której nowi klienci mogą uzyskać dostęp do całego łańcucha wartości. Projekt LightMe powstał nie tylko, by pomóc w rozwoju i zwiększaniu skali technologii związanych z metalami, ale także po to, by zapewnić klientom rozwiązania potrzebne do przyspieszenia procesu komercjalizacji. Obejmują one usługi modelowania i symulacji, testowanie i monitorowanie, a także doradztwo w zakresie zgodności z przepisami, nanobezpieczeństwa i opracowywania planów biznesowych. System ma łączyć członków łańcucha wartości wyższego szczebla, takich jak twórcy materiałów i instytucje badawcze, z użytkownikami końcowymi i producentami przemysłowymi.
Linie pilotażowe i przypadki testowe
W ramach projektu LightMe stworzono sześć linii pilotażowych świadczących zaawansowane usługi produkcyjne dostępne w całej Europie. Obejmowały one odlewanie kokilowe niskociśnieniowe i wysokociśnieniowe, odlewanie w mokrym piasku, wytwarzanie przyrostowe z metalu oraz z użyciem drutu metalowego, a także wyciskanie spiekowe. Zespół projektu LightMe przeprowadził kilka przypadków testowych, wykorzystując linie pilotażowe do opracowania nowych technologii materiałowych i uzyskania informacji zwrotnych w celu poprawy oferowanych usług. Przykładowo, w przypadku testowym przeprowadzonym z firmą produkcyjną Hidria starano się wyprodukować lekkie koła zębate układu kierowniczego – części, która umożliwiają obracanie kół na boki – za pomocą aluminiowych MMnC. Partnerzy projektu LightMe, Brunel University w Londynie oraz Austriacki Instytut Odlewnictwa, wyprodukowali prototypowe produkty, pokazując, że ta technologia produkcji może przynieść znaczące korzyści europejskiemu przemysłowi motoryzacyjnemu.
Upowszechnianie wyników projektu
W ramach projektu opublikowano trzy recenzowane artykuły w czasopismach naukowych, w tym na temat dalszego rozwoju zaawansowanych technik w produkcji kompozytów z osnową metalową. Zespół projektu LightMe zorganizował również pierwszą międzynarodową konferencję na temat lekkich materiałów, która odbyła się w maju 2023 roku. Na dwudniowej konferencji przedstawiono prezentacje techniczne z dziedziny lekkich materiałów, a zgłoszenia pochodziły ze środowisk akademickich i od specjalistów z branży.
Słowa kluczowe
LightMe, metal, kompozyt, stop, nanomateriały, produkcja, ekosystem, technologie, skalowanie