Japanci prave revoluciju u tehnologiji materijala za automobilsku industriju!

Globalni trend proizvođača automobila ka kreiranju što lakših vozila vodi ka tome da se neki snabdevači u Japanu okreću veoma „nekonvencionalnoj“ zameni za čelik – drvetu.

Naime, japanski istraživači i proizvođači automobilskih komponenti kažu da materijal napravljen od drvenih opiljaka ima tek petinu mase čelika a može biti čak pet puta snažniji.

Nanovlakna od celuloze bi mogla da postanu validna alternativa čeliku u dekadama koje nam predstoje, mada je tu jaka konkurencija u vidu materijala baziranih na ugljeničnim vlaknima, tako da je put do komercijalne održivosti dosta dug.

Redukovanje mase vozila će biti ključno jer se proizvođači ubrzano prestrojavaju na električna vozila.

Baterije su skupa ali vitalna komponenta, tako da smanjivanje mase vozila znači da će manje baterije biti potrebne da pogone vozilo, što dodatno smanjuje troškove.

„Smanjivanje mase je konstantna tema za nas“, rekao je Masanori Macuhiro, projekt menadžer, koji nadgleda dizajniranje karoserija u Toyoti. „Međutim, mi takođe moramo da rešimo problem visokih proizvodnih troškova pre nego što uđemo u upotrebu novih, lakih materijala za proizvodnju velikoserijskih automobila.“

Istraživači pri univerzitetu u Kjotou i veliki snabdevači kao što su Denso (glavni Toyotin snabdevač)i DaikyoNishikawa, rade na plastici sa inkorporiranim nanovlaknima od celuloze, koja se prave od drvenih opiljaka, a dimenzije im se mere u hiljaditim delovima mikrona (jedan hiljaditi deo milimetra).

Nanovlakna od celuloze se koriste u čitavoj lepezi proizvoda, počev od mastila do transparentnih displeja, ali njihovu potencijalnu upotrebu u automobilima je omogućen Kyoto procesom, koji podrazumeva hemijski tretirana drvena vlakna koja se mešaju u plastiku u isto vreme se lomeći u nanovlakna, što smanjuje troškove proizvodnje na otprilike jednu petinu.

„Ovo je najjeftinija, najperformantnija aplikacija celuloznih nanovlakana i to je razlog zašto smo fokusirani na njihovu primenu u automobilskoj industriji i proizvodnji avio komponenti“, rekao je Hiroaki Jano, profesor na univerzitetu u Kjotou, čovek koji vodi istraživanje.

Ovaj univerzitet, zajedno sa snabdevačima automobilskih komponenti, razvija trenutno prototip automobila koji koristi nanovlakna od celuloze, a trebalo bi da bude kompletiran do 2020.

„Koristili smo plastiku kao zamenu za čelik, a nadamo se da će nanovlakna od celuloze proširiti mogućnosti ka ostvarivanju naših ciljeva“, rekao je Jukihiko Išino, portparol DaikyoNishikawe, čiji su klijenti, između ostalih, Toyota i Mazda Motor Corp.

Proizvođači takođe koriste druge lake materijale. BMW, kao što je poznato, upotrebljava takozvani CFRP, odnosno polimere ojačane ugljeničnim vlaknima za svoj i3, kao i seriju 7, dok su čelici visoke savitljivosti i aluminijumske legure trenutno u najširoj upotrebi jer su jeftiniji i mogu da se recikliraju.

Inspiracija pronađena u avionu

Jano je rekao da je u svom istraživanju bio inspirisan Spruce Goose teretnim avionom, koji je bio gotovo u potpunosti napravljen od drveta, a bio je delo čuvenog američkog milijardera, Hauarda Hjuza (1947. godine). U to vreme, to je bio najveći svetski avion.

„Mislio sam da ukoliko je Hauard Hjuz mogao da pronađe način da koristi drvo da bi napravio tako masivan avion, zašto ne upotrebiti drvo da bi se napravio materijal snažan kao čelik“, osvrnuo se on.

Troškovi masovne proizvodnje nanovlakana po kilogramu trenutno iznose 9 dolara.

Jano planira da prepolovi taj trošak do 2030., što bi ovaj materijal učinilo ekonomski održivim, jer bi bio kombinovan sa plastikom i na taj način tržišno konkurentan modernim čelicima i aluminijumskim legurama, koji trenutno koštaju oko 2 dolara po kilogramu.

Industrijski eksperti procenjuju da će cene ugljeničnih vlakana pasti na oko 10 dolara do 2025. godine.

Analitičari smatraju da će čelici visokog stepena savitljivosti i aluminijum biti popularnija alternativa još dugi niz godina, uzimajući u obzir da proizvođači komponenti moraju u potpunosti da prestroje proizvodne pogone i iznađu načine da pričvršćuju nove materijale kao što su celulozna nanovlakna na druge delove automobila.

(319)