Drukuj

MATRANS - europejski projekt wykorzystania tworzyw gradientowych

MATRANS to nowy projekt europejski, którego celem jest stworzenie nowych tworzyw sztucznych o ulepszonych właściwościach mechanicznych. Projekt jest skierowany na potrzeby przemysłu motoryzacyjnego i lotniczego. Biorą w nim udział również podmioty z Polski.

Pełna nazwa projektu MATRANS to "Mikro i nanokrystaliczne tworzywo gradientowe (FGM) ceramika-metal w zastosowaniach transportowych".

Program rozwija konsorcjum kilkunastu przedsiębiorstw i ośrodków naukowych z ośmiu państw europejskich. W tym gronie są również przedstawiciele z naszego kraju: Politechnika Wrocławska, Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk oraz spółka KGHM Ecoren. Projekt opiewa na trzy lata, a wszystkie prowadzone w jego ramach badania i doświadczenia pochłoną niemal 6 mln euro. Konsorcjum stara się o 3,9 mln euro z Unii Europejskiej. Właśnie zgłosiło w Brukseli pierwszy etap projektu.

Polska spółka KGHM Ecoren jako jedyny w naszym kraju i Europie producent renu z własnych źródeł wspomaga projekt własnymi surowcami. Przekaże określoną ilość renu na badania nowych technologii, takich jak np. wykorzystanie domieszek renu do stopu na bazie niklu, który będzie następnie stosowany w łopatkach turbin samolotów. To ważne, bo ren odgrywa istotną rolę w nowoczesnych gałęziach przemysłu. Jego wykorzystanie może przynieść gospodarce szereg korzyści.

Co dokładnie wiadomo o celach, zamierzeniach i aktualnych osiągnięciach MATRANS?

Kluczowym zadaniem, stojącym przed uczestnikami Programu jest znalezienie technologii, która doprowadzi do zmniejszenia zużycia surowców i energii oraz będzie bazować na nowoczesnej wiedzy, a nie jak dotąd na bogactwie zasobów.

Dokładnie chodzi zaś o zastępowanie standardowych tworzyw produktami o lepszej wytrzymałości, odporności i większych możliwościach recyklingowych.

Takie zalety mogłyby przynieść np. tworzywa gradientowe. Są to materiały, gdzie wzdłuż co najmniej jednego określonego kierunku uzyskano w sposób celowy ciągłą zmianę właściwości użytkowych lub konstrukcyjnych w wybranym procesie technologicznym.

W tej koncepcji różne odmienne funkcje, m.in. przewodność cieplna, odporność na korozję i zużycie oraz twardość i podatność na obróbkę zawarte są w pojedynczym elemencie. Technologie stosowane do wytwarzania nanomateriałów pozwalają uzyskać tworzywa o składzie i właściwościach niemożliwych do osiągnięcia metodami dotychczas znanymi. Tego typu nowe tworzywa wymagają posiadania znacznej wiedzy naukowej i ogromnych możliwości technologicznych.

Kluczowym założeniem programu MATRANS jest zaprojektowanie nowych tworzyw FGM o ulepszonych właściwościach mechanicznych dla sektora motoryzacyjnego oraz lotniczego. Mogłyby one zostać wykorzystane w układach wydechowych i napędowych, hamulcowych i przeniesienia mocy.

MATRANS zakłada przygotowanie trzech grup specjalnych kompozytów FGM, bazujących na łączeniu ceramiki glinowej z miedzią i metalami ogniotrwałymi. Mają one przyczynić się do obniżenia zużycia surowców i energii, jak również do wydłużonego okresu życia zastosowanych w transporcie materiałów.

Co to da?

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.

Jak podaje internetowa Wikipedia możliwości wykorzystania tworzyw gradientowych wydają się być prawie nieograniczone. Świadczyć może o tym ankieta przeprowadzona przez czasopismo FGM Forum, której wynikiem było około 200 propozycji możliwych zastosowań materiałów z przestrzennym gradientem właściwości, obejmujących aplikacje w przemyśle maszynowym, optycznym, energetycznym, a nawet zastosowania w fizyce jądrowej oraz medycynie.