Тенденції нових пластикових матеріалів визначаються необхідністю зменшення ваги без зменшення функціональності набору. У цьому випадку необхідно враховувати як проектування, розробку та виготовлення нових матеріалів, так і процеси, пов’язані з їх використанням або переробкою. Розальна Герра, керівник лабораторії автоматики Технологічного інституту пластмас (Aimplas), пояснює Plastics Universes, якою буде пластмаса для автомобілів майбутнього.

Сьогодні від 12 до 15% ваги автомобіля - це пластик. Найбільш використовуваний ПП (поліпропілен), дуже універсальний матеріал, що дозволяє досягти широкого діапазону властивостей, за яким слідують більш технічні пластмаси, такі як PA або ABS. Залежно від кінцевого місця розташування в транспортному засобі та необхідних технічних характеристик, ви можете вибрати між численними видами пластмас з різними наповнювачами та добавками, адаптованими до різних виробничих процесів.

Застосування нових матеріалів, серед яких виділяються біоматеріали, наноматеріали та перероблені матеріали, є для Розальні Герри, керівниці автомобільної лабораторії Aimplas, «альтернативою використанню більш традиційних пластмас, оскільки вони є ключовими для конкурентоспроможності сектору. ".

альтернатива

У цьому сенсі нанорозмірні матеріали пропонують постійно зростаючий спектр можливостей. На думку дослідника, для отримання необхідних властивостей та функціональних можливостей необхідні невеликі кількості. Наприклад, порівняно з традиційними композитами, 2 об'ємних% силікатних наночастинок у поліаміді збільшують опір на 100%. Хоча його використання все ще залишається залишковим, багато в чому завдяки його вартості, вже існує безліч комерційних самоочисних, гідрофобних, протитуманних чи захисних засобів, заснованих на обробці поверхонь, які виготовляються з наночастинками.

Підкорення пластику

Переваги заміни традиційних матеріалів на пластикові також досягли таких різноманітних галузей, як медична, залізнична, вулична меблі та будівництво. "Це ті, які найбільше виграли як від технічних, так і естетичних та функціональних питань". Наприклад, використання прозорих термопластів для скління в будь-якому секторі, де це потрібно, представляє перевагу у зменшенні ваги приблизно на 40%.

Щодо матеріалів, виготовлених з рослинної сировини, Герра пояснює: "Не можна забувати, що дефіцит нафти та її неминуче подорожчання є двигунами, які штовхають сектор до пошуку альтернативних джерел біопластику". Що стосується взаємозв'язку та тенденцій нових матеріалів з процесами трансформації, то, як стверджує дослідник Aimplas, слід враховувати, що "їх широке використання обов'язково відбудеться, оскільки зміна матеріалу не означає зміни радикальної технології виробництва ".

Легші транспортні засоби

Постійне збільшення відсотка пластмас у автомобілях значною мірою зумовлене заміною металевих деталей або інших матеріалів пластиковими деталями. Сьогодні Герра стверджує, разом із електрифікацією/гібридизацією двигуна, "використання пластмас є найкращою технічною альтернативою для зменшення ваги автомобіля".

На Aimplas різні внутрішні деталі та компоненти вивчені на предмет технічної доцільності та відповідності нормативним вимогам, пов’язаним із переходом з металу на пластик. "Безсумнівно, використання пластику як всередині, так і зовні транспортного засобу представляє можливість для сектору, беручи до уваги, що глобальне виробництво транспортних засобів на даний момент перевищує цифру в 80 мільйонів", - говорить дослідник.

Ключ до зменшення споживання та викидів

На додаток до полегшення ваги та надання важливих переваг у додатках, які одночасно покращують керування автомобілем та нашу безпеку (подушки безпеки, надувні ремені, більш універсальні та безпечні конструкції.), Пластик пропонує інші переваги у виробництві автомобілів. Новий регламент, виданий Європейським Союзом, встановлює на 2020 рік цільовий рівень викидів 95 г СО2/км в середньому для легкових автомобілів порівняно з нинішнім 137 г СО2/км.

За словами керівника автомобільної лабораторії Aimplas, якщо врахувати, що в транспортному засобі 100 кілограмів пластику можуть замінити 200-300 кілограмів сталі, то автомобіль вагою 1300, виготовлений із традиційних матеріалів, може зменшити свою вагу до 1100 кілограмів, коли для їх виготовлення використовується пластмаса. Це зменшення еквівалентно економії 750 літрів пального протягом життя автомобіля, що оцінюється в 150 000 кілометрів. Цей показник означає, що споживання палива в європейських автомобілях зменшується на 12 тонн на рік, а викиди CO2 - на 30.

Окрім того, що пластмаса є «ключем до зменшення споживання та викидів», характеристики, які роблять пластмасу «привілейованою» порівняно з іншими матеріалами, полягають у тому, що вона легко обробляється, це важливий ресурс для виробників для диференціації своєї продукції, вона має кращі показники ( механічна поведінка) на тих ділянках автомобіля, які зазнали невеликих деформацій, і можуть бути спроектовані зі спеціальними формами для кращого поглинання невеликих ударів при зіткненні, зокрема Герра.

Нанотехнології та автомобілебудування

За словами дослідника Aimplas, існує багато майбутніх застосувань із застосуванням нанотехнологій, які підкреслюють основні вимоги та вимоги сектору. У деяких випадках сьогодні нанопокриття вже використовуються.

  • Легкий, але більш стійкий (споживання та безпека).
  • Покращена ефективність та витрата (каталізатори, добавки, мастила).
  • Більш мініатюризовані та вдосконалені електронні системи (нано-роботи).
  • Більший термін служби: інтелектуальні системи самовідновлення.
  • Захисні, самоочисні, протитуманні покриття: для вікон, фарб тощо.
  • Захист електронних систем (корпуси з високим електромагнітним екрануванням).
  • Ефективні фільтри для випарів, забруднюючих речовин, сонячної радіації.
  • Фарби, які діють як сонячні колектори/елементи.
  • Нанометричні поверхневі датчики, як шкіра (квантові точки).
  • Акумулятори на основі нанотехнологій для гібридних або електричних транспортних засобів.

Проблеми та обмеження

Автомобільний сектор вкладає значні кошти в НДДКР для отримання пластмас, які забезпечують бажаний баланс між якістю, витратами та задоволенням виробників та користувачів. Для Guerra пластмаса майбутнього буде «Розумною пластмасою», вона повинна бути легшою, з більшим термічним опором, з поліпшеними механічними властивостями, довговічнішою, вона стане частиною гібридних конструкцій і повинна мати більшу функціональність . «Без сумніву, є недоліки, які становлять виклик для автомобільного сектору в цілому та для дослідницьких центрів, таких як Aimplas, зокрема, які ведуть нас до розробки матеріалів з новими функціями енергопоглинання, удару, більшої стійкості до вогню, температури і з більшим відсотком переробляється ”, пояснює дослідник.

Існують й інші обмеження, «менш технічні, але настільки ж важливі для сектору»: біопластика все ще має подолати певні бар’єри, такі як, наприклад, те, що в даний час їх не можна виробляти в достатній кількості, що означатиме відсутність доступності сировини і поки що вони не мають конкурентоспроможних цін, оскільки вони в чотири рази дорожчі.

"Що стосується наноматеріалів, окрім того, що зниження їх споживання все ще передбачає високі ціни, в Aimplas ми продовжуємо проводити дослідження з метою покращення, наприклад, дисперсії та орієнтації нанопосилень у пластичній матриці та взаємодії між ними", - каже Герра.

Автомобільний сектор в Іспанії

Ці цифри пророкують світле майбутнє для автомобільного сектору в Іспанії: щороку в Іспанії виробляється близько двох мільйонів транспортних засобів, і, за нинішньої ситуації, це становить 10% ВВП і більше 300 000 робочих місць. Слід мати на увазі, що Іспанія, маючи 17 виробничих заводів, є другим європейським виробником попереду Великобританії та Італії та дев'ятим у світі.

Новини, що з’явилися в пресі за останні кілька місяців, підтверджують прихильність великих виробників, таких як Mercedes, Renault, Opel чи Ford до нашої країни.

"Поки заводи закриваються в Центральній Європі, наші заводи були нагороджені виробництвом нових моделей, що закріплюють прихильність до Іспанії та включають продуктивні інвестиції та адаптацію, що дозволить створити більше робочих місць та більше НДДКР у цьому секторі", говорить Розальна Герра, керівник автомобільної лабораторії Aimplas.

Пластмаси та електромобілі

Пориви на ринку гібридних та електродвигунів суттєво змінюють технічні та функціональні вимоги, що вимагаються від матеріалів, що знаходяться в моторному відсіку, в конструкції акумуляторів, поверхневих датчиків тощо. Як і в звичайних транспортних засобах, пластмаси також дозволяють легші електромобілі і, отже, мають більшу автономність.

"Без сумніву, і в очікуванні на те, що електромобіль матиме більший вплив на користувача (в даний час менше 1% транспортних засобів, які циркулюють по дорогах, електричні), ця нова технологія також пропонує новий ринок для пластикового сектору", зазначає він, дослідник Aimplas.

Технологічний центр Aimplas здійснив ряд досліджень, спрямованих на автомобільний сектор, заснований на освітленні, переробці, використанні біопластів та наноматеріалів та поліпшенні технологічності цих полімерних матеріалів.