Lepsze stopy stosowane do wymagających zastosowań

W transporcie i energetyce minimalizacja masy umożliwia zmniejszenie nakładów roboczych potrzebnych do przemieszczania produktów, a tym samym zredukowanie zużycia energii i emisji. Z kolei w budownictwie ułatwia ona szybsze wznoszenie bardziej skomplikowanych i wyższych konstrukcji. Lekkie stopy aluminium (Al) i magnezu (Mg) cieszą się coraz większym zainteresowaniem w tym kontekście, ale konieczna jest poprawa ich właściwości mechanicznych.

Jednym z obiecujących rozwiązań jest połączenie ich z pewnego rodzaju wzmocnieniem. Celem projektu EFEVE (Development of a new high performance material associated to a new technological energetic, flexible, economical, versatile and ecological process to make super strong and lightweight components), finansowanego ze środków UE, jest opracowanie nowych nanowzmocnionych stopów oraz odpowiednich, przyjaznych dla środowiska procesów odlewania. Zastosowane materiały i procesy pozwolą na zmniejszenie masy o 30%, zużycia energii o 20% oraz kosztów produkcji o 10%, przy jednoczesnej poprawie jakości procesów, czego efektem będzie wzmocnienie zrównoważonego, konkurencyjnego wzrostu. Technologie zostaną przetestowane w czterech produktach demonstracyjnych.

Nanowzmocnienia odgrywają kluczową rolę w mikrostrukturze i właściwościach mechanicznych produktu końcowego. Dotychczas zespół stworzył niedrogie nanowzmocnienia oraz pracuje nad minimalizacją zbrylania w celu poprawy dyspersji i dystrybucji. Badania koncentrują się na procesach o skali przemysłowej i bezpiecznych procedurach przetwarzania.

Stopy magnezu będą wytwarzane metodą prasowania ciśnieniowego (squeeze casting), a stopy aluminium hybrydową metodą prasowania niskociśnieniowego (LPSC). Oba procesy przetestowano w skali laboratoryjnej. Prace zbliżają się do wdrożenia w przemysłowych liniach pilotażowych.

Zaprojektowano już urządzenia LPSC do przetwarzania aluminium. Analizy wskazały na potrzebne zmiany w istniejącej wysokociśnieniowej linii prasowania, aby umożliwić prasowanie ciśnieniowe Mg. Zaplanowano wymagane prace budowlane, montażowe i rozruchowe.

Wreszcie, ze względu na znaczenie energooszczędności i zmniejszenia zużycia materiałów, badacze ocenili potencjalne narzędzia i metody oceny cyklu życia i optymalizacji energii. Uruchomiono stronę internetową projektu, na której można znaleźć wszystkie informacje na temat badań, w tym aktualności i bieżące wydarzenia.

Bardzo wytrzymałe i lekkie komponenty potrzebne są w przemyśle motoryzacyjnym, energetyce wiatrowej czy budownictwie. W ramach projektu EFEVE poprawiane są właściwości mechaniczne nanowzmocnionych stopów Al i Mg, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów i zużycia energii związanych z ich produkcją. Efektem tych prac będzie znaczące zwiększenie konkurencyjności wytwórców, jak i użytkowników.