Przyszłość jest w kompozytach

Żywice w połączeniu z tkaninami węglowymi i szklanymi zastępują stal i ciekawą ofertę ma także krakowska firma.

Publikacja: 10.07.2017 01:00

Według BMW kilogram stali kosztuje dolara. Aluminium dwa razy więcej, kompozyty zaś są kilka razy droższe od aluminium. Najdroższe są tkaniny węglowe, a mimo to wypierają stal i aluminium. Światowy rynek na węglowe kompozyty osiągnie w 2020 roku wartość 36 mld dol., szacuje Lux Research.

Wykonywane są z nich narty, szybowce, owiewki motocykli, samochody sportowe Formuły 1, łopaty wiatraków, a nawet duże samoloty jak Boeing Dreamliner. Nowy materiał ma jedną wadę – trudno zautomatyzować produkcję takich elementów. Udało się to BMW, które produkuje węglowe nadwozia w 5-minutowym takcie, bez udziału bardzo kosztownych w zakupie i użytkowaniu autoklawów.

Firma Gordon Murray Design, należąca do konstruktora bolidów F1 Gordona Murraya opracowała cykl produkcji elementów z tkanin węglowych o 100-sekundowym takcie. Technologia nazwana jest iStream i wdraża ją siedem koncernów samochodowych.

Przełomu dokonuje jednak krakowska firma New Era Materials. Jej założyciele opracowali jednokomponentowe żywice; podgrzane do 90 stopni C są plastyczne, a powyżej tej temperatury w kilka minut utwardzają się. Można z nich robić materiały nawet o niespotykanej grubości 3 cm, wzmacniane dowolnym materiałem: tkaninami z włókien szklanych, węglowych, aramidowych, bazaltowych, naturalnych, fornirami.

– Nasze rozwiązanie konkuruje z termoplastycznymi płytami organicznymi (thermoplastic organo sheets), nad którymi pracuje połowa koncernów samochodowych – zapewnia odpowiedzialny za rozwój technologii w New Era Materials dr Andrzej Czulak, który po 16 latach zbierania doświadczeń na Uniwersytecie Technicznym w Dreźnie wrócił do Polski. – Nasze materiały zachowują się jak termoplasty w pierwszej fazie procesu przetwarzania i jak duroplasty w drugiej, co ułatwia nadawanie im odpowiednich kształtów i zapewnia trwałość uformowanego elementu – wyjaśnia dr Czulak. Przemysł samochodowy zainteresowany jest takimi płytami, ponieważ można formować je w tłoczniach, na tych samych maszynach, które służą do tłoczenia blach.

W przeciwieństwie do technologii BMW, New Era Materials nie wykorzystuje wysokociśnieniowego formowania elementów. – Do wyprodukowania elementów naszą metodą wystarczy znacznie lżejsza prasa o ciśnieniu prasowania ok. 2 bary. Produkcja polega na ułożeniu w stos wstępnie przeinfiltrowanych warstw tkanin, które zamyka się w formie i prasuje w temperaturze 120 stopni C. Czas prasowania zależy od grubości i od skomplikowania kształtów, lecz nie jest dłuższy niż 5 minut – wyjaśnia dyrektor krakowskiej firmy.

New Era Materials już produkuje niepalne fotele dla taboru kolejowego. – Zainteresowanie jest zewsząd: lotnictwo, przemysł odnawialnych energii, motoryzacja. Dla przemysłu potrzebne są wydajne technologie, które zapewni tylko automatyzacja – podkreśla dr Czulak.

Dlatego 18-osobowy zespół New Era Materials, pracujący w Krakowie w nowej, mierzącej 3 tys. mkw. hali, skoncentrował się na opracowaniu i skompletowaniu wydajnych maszyn do produkcji żywic, materiałów preimpregnowanych, paneli i struktur kompozytowych. – Kończymy kompletowanie parku maszyn, w większości wyprodukowanych w polskich firmach. Są one bardziej elastyczne: przeprojektują maszynę dla naszych potrzeb, zmienią wymiary stołu, dołożą do wycinarki głowicę – opisuje dr Czulak. – Płyty, nazwane handlowo a.s.set sheet, możemy już produkować metodą półautomatyczną, do 30 tys. mkw. rocznie.

Przyznaje, że nie jest łatwo zdobyć klientów. Producenci samolotów wymagają certyfikacji każdego nowego materiału wprowadzanego na pokład (300 tys. euro za jeden materiał, a na dodatek Airbus ma własny system, Boeing też), nawet jeżeli są przeznaczone na elementy mniej odpowiedzialne.

W przemyśle samochodowym procesy też są bardzo wyśrubowane. Zachodnie koncerny mają własne działy badawczo-rozwojowe i zlecają pracę na zewnątrz, tylko jeżeli nie mogą same rozwiązać problemu. – Liczą na duże efekty i trzeba być lepszym od nich – podkreśla przedstawiciel New Era Materials.

Archiwum
Znaleźć sposób na nierówną walkę z korkami
Archiwum
W Kujawsko-Pomorskiem uczą się od gwiazd Doliny Krzemowej
Archiwum
O finansach samorządów na Europejskim Kongresie Samorządów
Archiwum
Pod hasłem #LubuskieChallenge – Łączy nas przyszłość
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Archiwum
Nie można zapominać o ogrodach, bo dzięki nim żyje się lepiej