Тенденциите при новите пластмасови материали се определят от необходимостта от намаляване на теглото, без да се намалява функционалността на комплекта. В този случай е необходимо да се вземат предвид както проектирането, разработването и производството на нови материали, така и процесите, свързани с тяхната употреба или тяхната рециклируемост. Розална Гера, ръководител на лабораторията за автоматизация на Технологичния институт за пластмаси (Aimplas), обяснява на Plastics Universes каква ще бъде пластмасата за автомобила на бъдещето.

Днес между 12 и 15% от теглото на автомобила е пластмаса. Най-използваният е PP (полипропилен), много гъвкав материал, който позволява да се постигне широк спектър от свойства, последван от по-технически пластмаси като PA или ABS. В зависимост от крайното местоположение в превозното средство и необходимите технически характеристики, можете да избирате от множество видове пластмаси с различни пълнители и добавки, адаптирани към различни производствени процеси.

Използването на нови материали - сред които се открояват биоматериали, наноматериали и рециклирани материали - е за Розална Гера, ръководител на автомобилната лаборатория на Aimplas, „алтернатива на използването на по-традиционни пластмаси, тъй като те са ключови за конкурентоспособността на сектора. ".

пластмаса

В този смисъл наноразмерните материали предлагат постоянно нарастващ набор от възможности. Според изследователя са необходими малки количества, за да се получат необходимите свойства и функционалности. Например, в сравнение с традиционните композити, 2 обемни% силикатни наночастици в полиамид увеличават устойчивостта със 100%. Въпреки че употребата му все още е остатъчна, до голяма степен поради цената му, вече съществуват многобройни търговски продукти за самопочистване, хидрофобни, противо замъгляващи или защитни продукти, базирани на повърхностни обработки, които се произвеждат с наночастици.

Завладяването на пластмасата

Предимствата, предлагани от заместването на традиционните материали с пластмаса, също достигнаха до толкова разнообразни сектори като медицинското, железопътното, уличното обзавеждане и строителството. "Това са тези, които са се възползвали най-много както от технически, така и от естетически и функционални въпроси." Например използването на прозрачни термопласти за остъкляване във всеки сектор, който го изисква, представлява предимство при намаляване на теглото с около 40%.

По отношение на материалите, произведени от растителни суровини, Гера обяснява: "Не трябва да забравяме, че недостигът на петрол и неизбежното му поскъпване са двигателите, които тласкат сектора да търси алтернативни източници на биопластмаси." По отношение на връзката и тенденциите на новите материали с процесите на трансформация, трябва да се вземе предвид, твърди изследователят от Aimplas, че „тяхното използване в голям мащаб непременно ще се случи, защото промяната на материала не означава промяна на радикалната производствена технология ".

По-леки превозни средства

Непрекъснатото увеличаване на процента на пластмасата в автомобилите се дължи до голяма степен на подмяната на метални части или други материали с пластмасови части. Днес Guerra потвърждава, заедно с електрификацията/хибридизацията на двигателя, "използването на пластмаси е най-добрата техническа алтернатива за намаляване на теглото на автомобила".

В Aimplas техническата осъществимост и съответствието с регулаторните изисквания, свързани с преминаването от метал към пластмаса, е проучена в различни интериорни части и компоненти. „Несъмнено използването на пластмаса както вътре, така и извън превозното средство представлява възможност за сектора, като се вземе предвид, че глобалното производство на превозни средства в момента надхвърля цифрата от 80 милиона“, казва изследователят.

Ключът към намаляването на потреблението и емисиите

В допълнение към облекчаването на теглото и осигуряването на важни предимства в приложения, които подобряват шофирането и нашата безопасност едновременно (въздушни възглавници, надуваеми колани, по-гъвкави и по-безопасни дизайни.), Plastic предлага и други предимства при производството на превозни средства. Новият регламент, издаден от Европейския съюз, установява за 2020 г. цел за емисии от 95 g CO2/km средно за леките автомобили в сравнение със сегашните 137 g CO2/km.

Според отговорника на автомобилната лаборатория Aimplas, ако вземем предвид, че в дадено превозно средство 100 килограма пластмаса могат да заменят 200-300 килограма стомана, автомобил, който тежи 1300, направен с традиционни материали, може да намали теглото си до 1100 килограма, когато за производството им се използват пластмаси. Това намаление е еквивалентно на спестяването на 750 литра гориво през целия живот на автомобила, изчислено на 150 000 километра. Тази цифра предполага, че разходът на гориво на европейските автомобили е намален с 12 тона годишно, а емисиите на CO2 са намалени с 30.

Освен че е „ключът към намаляването на потреблението и емисиите“, характеристиките, които правят пластмасата „привилегирована“ в сравнение с други материали, са, че тя лесно се обработва, тя е важен ресурс за производителите да диференцират своите продукти, те имат по-добри показатели ( механично поведение) в онези зони на автомобила, изложени на малки деформации и могат да бъдат проектирани със специални форми, за да поемат по-добре малки удари при сблъсък, по-специално Guerra.

Нанотехнологии и автомобилостроене

Според изследователя от Aimplas има много бъдещи приложения, използващи нанотехнологии, които подчертават основните изисквания и изисквания на сектора. В някои случаи, тъй като нано покритията вече се използват днес.

  • Лек, но по-устойчив (консумация и безопасност).
  • Подобрена ефективност и разход (катализатори, добавки, смазки).
  • По-миниатюризирани и подобрени електронни системи (нано-роботи).
  • По-дълъг експлоатационен живот: интелигентни системи за самолечение.
  • Защитни, самопочистващи се покрития против замъгляване: за прозорци, бои и др.
  • Защита за електронни системи (корпуси с високо електромагнитно екраниране).
  • Ефективни филтри за изпарения, замърсители, слънчева радиация.
  • Бои, които действат като слънчеви колектори/клетки.
  • Нанометрични повърхностни сензори, като кожа (квантови точки).
  • Нанотехнологични батерии за хибридни или електрически превозни средства.

Предизвикателствата и ограниченията

Автомобилният сектор инвестира сериозно в научноизследователска и развойна дейност, за да получи пластмаси, които постигат така желания баланс между качество, разходи и удовлетвореност на производителите и потребителите. За Guerra пластмасите на бъдещето ще бъдат „Smart Plastics“, те ще трябва да бъдат по-леки, с по-голяма термична устойчивост, с подобрени механични свойства, по-трайни, те ще бъдат част от хибридни конструкции и ще трябва да имат по-голяма функционалност . „Без съмнение има недостатъци, които представляват предизвикателство за автомобилния сектор като цяло и за изследователските центрове като Aimplas в частност, които ни водят към разработването на материали с нови функции за абсорбиране на енергия, удар, по-голяма устойчивост на огън, при температура и с по-висок процент на рециклиране ”, обяснява изследователят.

Има и други ограничения „по-малко технически, но също толкова важни за сектора“: биопластмасите все още трябва да преодолеят определени бариери, като например, че понастоящем не могат да се произвеждат в достатъчни количества, което би означавало липса на наличност на суровини и все още нямат конкурентни цени, тъй като са до четири пъти по-скъпи.

"Що се отнася до наноматериалите, в допълнение към факта, че тяхното намалено потребление все още предполага високи цени, в Aimplas продължаваме да правим изследвания за подобряване, например, на дисперсията и ориентацията на наноукрепванията в пластмасовата матрица и взаимодействието между двете", казва Гера.

Автомобилният сектор в Испания

Цифрите предсказват светло бъдеще за автомобилния сектор в Испания: годишно в Испания се произвеждат около два милиона автомобила и в настоящата ситуация това представлява 10% от БВП и повече от 300 000 работни места. Трябва да се има предвид, че Испания със 17 производствени фабрики е вторият европейски производител пред Обединеното кралство и Италия и деветият в света.

Новините, които се появиха в пресата през последните няколко месеца, потвърждават ангажимента на големите производители като Mercedes, Renault, Opel или Ford за нашата страна.

„Докато фабриките в Централна Европа се затварят, нашите фабрики са наградени с производство на нови модели, които затвърждават ангажимента към Испания и включват продуктивни инвестиции и адаптации, които ще генерират повече работни места и повече НИРД в сектора“, казва Розална Гера, ръководител на автомобилната лаборатория на Aimplas.

Пластмаси и електрически превозни средства

Нарушаването на пазара на хибридни и електрически двигатели значително променя техническите и функционалните изисквания, които се изискват от материалите, които са в двигателното отделение, в дизайна на батерии, повърхностни сензори и др. Както при конвенционалните превозни средства, пластмасата също така позволява по-леки електрически автомобили и следователно с по-голяма автономност.

„Без съмнение и докато чакаме електрическото превозно средство да има по-голямо въздействие върху потребителя (в момента по-малко от 1% от автомобилите, които циркулират по пътищата, са електрически), тази нова технология предлага и нов пазар за сектора на пластмасите“ изследователят на Aimplas.

Технологичният център Aimplas проведе изследвания, насочени към автомобилния сектор, базирани на изсветляване, рециклиране, използване на биопластмаси и наноматериали и подобряване на обработваемостта на тези полимерни материали.