 |
Nowa technologia ma szansę zrewolucjonizować europejski transport poprzez obniżenie zużycia surowców i energii oraz przejście z przemysłu bazującego na zasobach na przemysł oparty na innowacyjnej wiedzy.
We współczesnej gospodarce - zwłaszcza w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym i kosmicznym - ważne jest, by elementy wykorzystywane w wymagających warunkach pracy wykonywane były z nowych materiałów o najwyższych właściwościach, takich jak m.in. podwyższona wytrzymałość, zwiększona odporność na wysoką temperaturę, wstrząsy cieplne, korozję czy zużycie oraz lepszy potencjał recyklingowy. Tworzywa konwencjonalne często bowiem nie spełniają rygorystycznych wymagań termomechanicznych.
Rozwiązaniem mogą stać się tworzywa gradientowe (ang. Functionally Gradient Materials – FGM), czyli materiały, w których w określonym procesie technologicznym uzyskano w sposób celowy ciągłą zmianę właściwości użytkowych lub konstrukcyjnych wzdłuż co najmniej jednego określonego kierunku.
W tej koncepcji różne odmienne funkcje, takie jak przewodność cieplna, odporność na korozję i zużycie z jednej strony, a twardość i podatność na obróbkę z drugiej zawarte są w pojedynczym elemencie. Natomiast technologie stosowane do wytwarzania nanomateriałów (polikrystalicznych substancji złożonych z mikroziaren) pozwalają uzyskać tworzywa o składzie i właściwościach niemożliwych do uzyskania metodami dotychczas znanymi.
- Jednak te nowe tworzywa wymagają posiadania znacznej wiedzy naukowej i ogromnych możliwości technologicznych – mówi Bohdan Pecuszok, wiceprezes ds. rozwoju KGHM Ecoren S.A., spółki produkującej m.in. ren używany w silnikach lotniczych i kosmicznych. – Zostaliśmy zaproszeni do uczestniczenia w inicjatywie MATRANS ze względu na nasze dotychczasowe dokonania, a współpraca z europejskimi instytutami i firmami zapewnia nam szansę wspólnego budowania bardzo progresywnych technologii.
W projekcie o nazwie „Mikro i nanokrystaliczne tworzywo gradientowe (FGM) ceramika-metal w zastosowaniach transportowych” (nazywanym w skrócie MATRANS) bierze udział konsorcjum kilkunastu przedsiębiorstw i ośrodków badawczych z 8 różnych państw europejskich: Austrii, Belgii, Niemiec, Grecji, Włoch, Polski, Słowacji i Wielkiej Brytanii.
Międzynarodowa współpraca pozwala nie tylko korzystać z szerokiego zakresu wiedzy specjalistycznej i profesjonalnego sprzętu, rozmieszczonego w wielu instytucjach całej Europy, ale również jest gwarancją, że kompetencja i wiedza MATRANS przyniosą korzyści dla całej społeczności europejskiej. Wśród uczestników są m.in. takie jednostki badawcze jak Politechnika Wrocławska, Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk i walijski Cardiff University, a także cenieni partnerzy biznesowi jak np. EADS Deutschland (zaangażowany w Europejski Program Kosmiczny) i należące do firmy FIAT centrum badawcze Centro Ricerche FIAT.
Celem programu jest zaprojektowanie nowych tworzyw FGM o ulepszonych właściwościach mechanicznych dla sektora motoryzacyjnego oraz lotniczo-kosmicznego. Chodzi o technologie, które mogłyby zostać użyte w układach wydechowych i napędowych, hamulcowych i przeniesienia mocy. Projekt MATRANS zakłada przygotowanie trzech grup specjalnych kompozytów FGM, bazujących na łączeniu ceramiki glinowej z miedzią czy metalami ogniotrwałymi. Mają one przyczynić się do obniżenia zużycia surowców i energii, jak również do wydłużonego okresu życia zastosowanych w transporcie materiałów.
Specjaliści z MATRANS wyliczyli, że skonstruowanie tarcz i okładzin hamulcowych z lżejszej metalowo-ceramicznych sieci o strukturze gradientowej pozwoli m.in. obniżyć masę nacisku na koło, a zawory z domieszką tych tworzyw zapewnią zwiększoną sprawność silnika poprzez jego pracę w bardziej wymagających warunkach, a więc przy większej wydajności paliwa. Biorąc pod uwagę fakt, że co roku w Unii Europejskiej rejestrowanych jest 14 milionów nowych aut, nawet małe obniżenie masy skutkować będzie niższymi kosztami utrzymania. Podobnie jest w przypadku turbin gazowych silników lotniczych: bardziej odporne na wysokie temperatury łopatki pozwalają na wyższe spalanie i niższą emisję siarki, mniejsze koszty paliwa i zanieczyszczenia środowiska.
Całkowity budżet trzyletniego projektu wynosi 5,9 mln euro. Konsorcjum stara się o współfinansowanie ze strony Unii Europejskiej w wysokości 3,9 mln euro – właśnie zgłosiło w Brukseli pierwszy etap projektu. KGHM Ecoren jako jedyny w Polsce i Europie producent renu z własnych źródeł może wspomóc projekt nie tylko swoją wiedzą, ale i surowcami. Zamierza przekazać określoną ilość renu (rzadkiego metalu charakteryzującego się wyjątkową twardością i odpornością na ścieranie) na badania nowych technologii, takich jak np. wykorzystanie domieszek renu do stopu na bazie niklu, który stosowano by następnie w łopatkach turbin samolotów.
- Ren jest bardzo cennym pierwiastkiem, a jednocześnie bardzo poszukiwanym. Wiemy, jak istotną rolę odgrywa w nowoczesnych gałęziach przemysłu, jesteśmy też świadomi, jak rewolucyjne dla gospodarki i każdego z nas może się okazać nowe jego wykorzystanie – mówi Mariusz Bober, prezes KGHM Ecoren. – Uczestniczenie w konsorcjum MATRANS przyniesie KGHM Ecoren również korzyści czysto biznesowe, związane ze zwiększonym zapotrzebowaniem na ren lub profitami z produkcji nowych materiałów – w przypadku ich opracowania przez konsorcjum MATRANS.
