HI!-Plastics o zaawansowanych materiałach dla przemysłu

Zaawansowane materiały z tworzyw sztucznych mogą wspierać konkurencyjność, zrównoważony rozwój i autonomię przemysłową w sektorach strategicznych, wynika z pierwszego międzynarodowego seminarium HI!-Plastics poświęconego zaawansowanym materiałom z tworzyw sztucznych. Dwudniowe wydarzenie, zorganizowane przez centrum technologii tworzyw sztucznych AIMPLAS i sponsorowane przez firmy Plasmatreat oraz Pinfa, zgromadziło specjalistów reprezentujących cały łańcuch wartości. Omówili oni najnowsze osiągnięcia w dziedzinie materiałów kompozytowych, odporności ogniowej, zaawansowanego wytwarzania, funkcjonalizacji powierzchni i zastosowań przeznaczonych dla wymagających sektorów przemysłu.

Program pokazał, w jaki sposób zaawansowane materiały umożliwiają opracowywanie lżejszych, bardziej wytrzymałych, zrównoważonych i inteligentnych rozwiązań dla motoryzacji, budownictwa, energetyki, lotnictwa, sektora morskiego, elektroniki oraz technologii podwójnego zastosowania. Dyskusje dotyczyły zarówno parametrów materiałów, jak i wymagań związanych z przenoszeniem nowych rozwiązań do produkcji przemysłowej, w tym skalowalności, konkurencyjności ekonomicznej, zgodności z przepisami, certyfikacji, trwałości i zagospodarowania po zakończeniu eksploatacji.

Materiały kompozytowe i skalowalność przemysłowa

Pierwsza część seminarium dotyczyła zaawansowanych i konstrukcyjnych materiałów kompozytowych oraz trendów kształtujących ich kolejną generację. Podczas sesji podkreślono znaczenie współpracy w całym ekosystemie przemysłowym dla przyspieszenia wdrażania technologii. Zwrócono również uwagę na rosnące zainteresowanie kompozytami termoplastycznymi jako alternatywą dla konwencjonalnych rozwiązań termoutwardzalnych.

Czynniki wspierające tę zmianę obejmują szybsze procesy produkcyjne, zgrzewalność materiałów oraz możliwość ich ponownego użycia i recyklingu. Właściwości te mogą ułatwiać szersze uprzemysłowienie oraz zwiększać konkurencyjność w zastosowaniach o rosnącej skali produkcji.

Uczestnicy przeanalizowali również wysokowydajne osnowy termoplastyczne przeznaczone do zastosowań konstrukcyjnych w wymagających środowiskach. Polimery samowzmacniające omówiono jako sposób na połączenie lekkiej konstrukcji, właściwości mechanicznych i możliwości recyklingu. Takie rozwiązania mogą znaleźć zastosowanie w motoryzacji, gdzie ograniczenie masy, efektywność energetyczna i obieg zamknięty mają znaczenie strategiczne.

Z prezentacji wynikało, że dalszy rozwój kompozytów będzie wymagał nie tylko poprawy ich parametrów, lecz także zapewnienia skalowalności przemysłowej, konkurencyjności ekonomicznej oraz zrównoważenia w całym cyklu życia.

Wymagania bezpieczeństwa pożarowego

Odporność ogniowa stanowiła kolejną istotną część programu, obejmującą wymagania prawne i rozwiązania technologiczne służące poprawie właściwości ogniowych zaawansowanych materiałów.

Wśród analizowanych sektorów znalazła się elektromobilność. Elektryfikacja pojazdów oraz integracja systemów magazynowania energii prowadzą do zaostrzenia wymagań bezpieczeństwa. Podczas sesji przedstawiono strategie poprawy ochrony przeciwpożarowej elementów wykonanych z materiałów termoplastycznych i termoutwardzalnych, w tym rozwiązania przeznaczone dla przyszłych generacji pojazdów zelektryfikowanych.

W obszarze budownictwa program koncentrował się szczególnie na ochronie przeciwpożarowej materiałów izolacyjnych. Prezentacje dotyczyły reaktywnych środków zmniejszających palność, wprowadzanych bezpośrednio do struktury materiałów stosowanych w budynkach w celu poprawy trwałości i zrównoważenia. Prelegenci omówili także zmiany regulacyjne dotyczące tych dodatków oraz rosnące znaczenie kontroli emisji dymu w europejskiej klasyfikacji reakcji na ogień.

W przypadku zastosowań elektrycznych i elektronicznych dyskusje uwzględniały wymagania europejskiego rozporządzenia w sprawie wyrobów budowlanych, obejmujące nie tylko rozprzestrzenianie płomienia, lecz także emisję dymu, powstawanie płonących kropli i kwasowość gazów. Z przedstawionych informacji wynikało, że receptury mieszanek kablowych muszą zapewniać równowagę między bezpieczeństwem, zrównoważeniem i zgodnością z przepisami.

Międzynarodowe trendy regulacyjne oraz nowe generacje dodatków zmniejszających palność zapewniły szerszy obraz rozwoju bezpieczeństwa pożarowego w Europie, Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i Australii.

Zaawansowane wytwarzanie i materiały funkcjonalne

Podczas sesji dotyczących zaawansowanego wytwarzania omówiono obecne technologie produkcji kompozytów termoplastycznych. Obejmowały one jednokierunkowe taśmy UD, arkusze organosheet, procesy pultruzji oraz materiały wzmacniane długimi włóknami, łączące wysokie właściwości mechaniczne ze zwiększoną wydajnością i elastycznością przetwórstwa.

Omówiono również rolę dodatków funkcjonalnych w jednoczesnym spełnianiu wymagań dotyczących bezpieczeństwa, zrównoważonego rozwoju i zgodności z przepisami, szczególnie w sektorach, w których ochrona przeciwpożarowa ma krytyczne znaczenie.

Przykłady produktów opartych na wysokowydajnych włóknach i kompozytach dotyczyły zastosowań w sektorach morskim, motoryzacyjnym, energetycznym, inżynierii lądowej i lotnictwie. Prelegenci podkreślili potrzebę powiązania rozwoju materiałów z wytwarzaniem, charakterystyką, certyfikacją i monitorowaniem konstrukcji, aby wspierać ich skuteczne wdrażanie w zastosowaniach przemysłowych.

Wodór i zastosowania podwójnego przeznaczenia

Drugi dzień poświęcono energetyce i technologiom podwójnego zastosowania. Sesje dotyczące wodoru obejmowały zaawansowane materiały do zbiorników i innych elementów przeznaczonych do bardziej wydajnego i bezpiecznego magazynowania oraz transportu wodoru. Według prezentacji kompozyty mogą zmniejszać masę systemów, poprawiać ich parametry oraz ograniczać ślad węglowy instalacji związanych z wodorem, który jest uznawany za czynnik wspierający dekarbonizację w kilku sektorach przemysłu.

Technologie podwójnego zastosowania, przeznaczone zarówno do celów cywilnych, jak i związanych z bezpieczeństwem lub obronnością, analizowano w takich obszarach jak ochrona balistyczna, zintegrowane czujniki, redukcja masy oraz poprawa trwałości wyposażenia i konstrukcji. Omawiane strategie gospodarki o obiegu zamkniętym obejmowały wydłużanie okresu użytkowania produktów, ograniczanie potrzeb konserwacyjnych, promowanie ponownego użycia i odzyskiwanie surowców krytycznych w celu wzmocnienia autonomii technologicznej i przemysłowej.

Wśród przedstawionych zastosowań znalazły się materiały przeciwporostowe do użytku morskiego, systemy ekranowania ograniczające sygnaturę elektromagnetyczną platform i wyposażenia, rozwiązania przeciwoblodzeniowe dla statków powietrznych oraz czujniki służące do monitorowania stanu zdrowia i komfortu użytkowników lub wykrywania zanieczyszczeń w złożonych środowiskach. Omówiono również wytwarzanie przyrostowe jako metodę produkcji albo naprawy elementów bezpośrednio w miejscu eksploatacji, ograniczającą czas interwencji i wymagania logistyczne.

Podczas sesji przedstawiono także zastosowanie zaawansowanych materiałów w morskiej energetyce odnawialnej. W przypadku technologii takich jak energetyka pływowa odporność na skrajne warunki środowiskowe, trwałość i niższe koszty konserwacji są ważnymi czynnikami poprawiającymi opłacalność i konkurencyjność.

Funkcjonalne powłoki przemysłowe

Ostatnia część seminarium dotyczyła powłok funkcjonalnych wykorzystywanych do nadawania materiałom dodatkowych właściwości i wydłużania ich okresu użytkowania w wymagających zastosowaniach.

Przedstawione rozwiązania obejmowały energooszczędne powłoki grzewcze zapobiegające gromadzeniu się lodu na elementach lotniczych. Ich celem jest poprawa bezpieczeństwa eksploatacyjnego przy jednoczesnym ograniczeniu zapotrzebowania na energię w porównaniu z systemami konwencjonalnymi.

Zaprezentowano technologie funkcjonalizacji powierzchni z wykorzystaniem plazmy, przeznaczone do czyszczenia, aktywacji i modyfikacji powierzchni. Ich funkcje obejmują poprawę adhezji między materiałami, optymalizację łączenia wielu materiałów oraz nadawanie określonych właściwości, takich jak odporność na wybrane czynniki zewnętrzne.

Program obejmował również powłoki samonaprawiające do elementów narażonych na trudne warunki środowiskowe, w tym instalacji energetyki wiatrowej. Powłoki te mają wydłużać okres użytkowania elementów i obniżać koszty konserwacji.

Na zakończenie prelegenci omówili wykorzystanie pigmentów funkcjonalnych do kształtowania odpowiedzi widmowej powierzchni. Technologia ta jest istotna w zastosowaniach wymagających kontroli oddziaływania materiałów z różnymi zakresami promieniowania elektromagnetycznego.