Napjaink tömör és rugalmas kerekei után új, izgalmas területen is megjelenhetnek a különleges kompozit, szálerősítéses anyagok, mint például a felnigyártásban.
Az üveg- és szénszálas karosszériaelemek és vitorlázó repülők voltak az elsők, majd következtek a szélturbinalapátok, gépjárművek gáztartályai, és manapság már a nagyobb repülőgépek bizonyos részei is újfajta kompozit- és szálerősítéses anyagokból készülnek, de a dróntechnika is elképzelhetetlen nélkülük. Igaz, az évtizedek során sokat fejlődött mind a gyártástechnika, mind az anyagösszetétel, ami messze nem ugyanaz, mint 30-40 évvel ezelőtt.
2019 – az első lépések
A ragasztóanyag-specialista Henkel közölte, hogy stratégiai anyagszállítási megállapodást kötött a Carbon Revolutionnal, egy ausztrál gyártóval, amely egy darabból álló, autóipari szénszálas kompozit keréktárcsákat gyárt. Az együttműködés magában foglalja a Henkel Melbourne melletti, meglévő üzemében létrehozott speciális gyártási létesítményeket.
A vállalatok szerint az egy darabból álló szénkompozit technológia a keréktárcsák gyártásában a globális autógyártók esetében egyre inkább előtérbe kerül, mert akár 40-50%-os súlymegtakarítást is jelenthetnek a hagyományos alumíniumkerekekhez képest.
A Carbon Revolutionnel való együttműködés célja, hogy a különböző globális OEM karbon keréktárcsa programokat a legjobb elérhető megoldásokkal lássák el, és magukénak tudják a Henkel aktív támogatását az EU-ban és Ausztráliában található kettős gyártási kapacitásokon keresztül.
A Carbon Revolution szerint a szénszálas kompozitkerekekkel jelentősen csökkenthető a rugózatlan forgó tömeg, ami azonnali előnyökkel jár a jármű kezelhetőségében a jobb kormányérzet és a jobb tapadás, valamint a kompozitkerekek kisebb tehetetlensége miatt, a jobb gyorsulási és fékezési reakcióig.
Ez a belső égésű motoros járműveknél üzemanyagot takarít meg, a hibrid és teljesen elektromos járműveknél pedig hozzájárulhat ugyanazon akkumulátorok valamivel nagyobb hatótávolságához.
Újabb terület
A kerékgyártó Dymag és az összetett anyagok specialistája, a Hankuk Carbon a Hyundaijal együttműködve szénszálas hibrid keréktárcsákat fejleszt a 3,5 tonna össztömeg alatti gépkocsik számára.
A vállalatok szerint a kerekek szénszálas kompozit külső felnivel és fémből készült középrésszel rendelkeznek, és az öntött alumínium keréktárcsákhoz képest 40-50%-os súlymegtakarítást eredményeznek. A szénszálak alkalmazásával a rugózatlan tömeg és a gördülési ellenállás is csökkenthető, valamint javul a keréktárcsa merevsége és szilárdsága. A Dymag szerint a giroszkópikus erő is csökken, ami javítja a kormányzás érzetét és a kezelhetőséget.
A kerék prototípusa nemrég volt látható az Egyesült Királyságban, a Goodwood Festival of Speed Show-n.
Az újfajta keréktárcsa 21 collos méretben – fotó: www.reinforcedplastics.com
Újabb szereplők, nagy érdeklődés
A német ThyssenKrupp Carbon Components megállapodást kötött a Maxion Wheelsszel, hogy új, könnyű alumínium és szénszálas hibrid kerekeket fejlesszenek ki a luxusautó-piac számára.
A SABIC ULTEM™ poliéterimid (PEI) gyantát és a svájci Kringlan Composites cég keréktervezési és gyártási eljárását alkalmazza, amelyet nagy sorozatú gyártásra terveztek.
Csak az autóiparban több OEM-gyártó is érdeklődést mutatott a szénkompozit keréktárcsa alkalmazása iránt, amely lehetővé tenné a személygépkocsik CO2-kibocsátásának akár 2-3%-os további csökkentését.
A kialakítás emellett rugalmasságot biztosít ahhoz, hogy a kerék hagyományos fémküllőkkel vagy szénszál-erősítésű ULTEM gyanta kompozitokkal ellátott küllőkkel is felszerelhető legyen, ami potenciálisan még nagyobb súlycsökkentést tesz lehetővé.
A teljes kompozitkerék kialakítása megfelel a német TÜV vizsgálóintézet által a könnyűfém felnikre meghatározott jelenlegi szabványoknak. Ez lehetőséget teremt arra, hogy a globális autóipari szereplőkkel együtt dolgozzanak a könnyűszerkezetes kerekek prototípusainak elkészítésén, a gyártói specifikációik szerint.
A SABIC nagy teljesítményű ULTEM gyantájának kombinálása a Kringlan szabadalmaztatott háromdimenziós gyártási technológiájával a szénkompozitok esetében lehetőséget kínál nemcsak a kisebb tömegre és az alacsonyabb gyártási költségekre, hanem az újrahasznosításra is.
Más hőre lágyuló műanyagokkal összehasonlítva az ULTEM gyanta kompozit koncepciója magas hőmérsékleten is kiváló szilárdságot, méretstabilitást, valamint a vegyi anyagokkal szembeni ellenálló képességet biztosít.
A SABIC és a Kringlan szénszálas, hőre lágyuló keréktárcsa-prototípusa – fotó: www.sabic.com
Az autóiparon túl
Bár az ULTEM műgyanta-kompozit első alkalmazása az autóiparban történik, az anyag más piacokon is potenciállal rendelkezik, ahol a súlycsökkentés kulcsfontosságú tényező.
A fejlesztések és kutatások tovább folynak, és nem kizárt, hogy előbb-utóbb megjelenjenek akár a munkagépes szektorban is, kisebb méretű traktorokon, rakodógépeken, vontatott mezőgazdasági eszközökön, de a szántóföldi robotok gyártási költségeit és önsúlyát szintén számottevően lehetne velük csökkenteni, még tömör felnik esetén is!
