مواد و ساخت پیشرفته

صنعت خودروسازی با چالش‌های اساسی روبرو است که یکی از این موارد، کاهش مصرف سوخت و درنتیجه افزایش دامنه خودروهای برقی است. درحالی‌که به نظر نمی‌رسد این مشکل با یک راه‌حل پوشش حل شود، مهندسان طراحی به‌طور فزاینده‌ای به دنبال مواد سبک به‌عنوان یک رویکرد موثر هستند.
پیش‌ازاین، سپرهای جلو و عقب اتومبیل‌های کوچک، معمولا از سیستم‌های پلی اورتان با تقویت‌کننده‌های فیبر کوتاه تولید می‌شدند که ضخامت دیوار ه آن 3 میلی‌متر بود.
بااین‌حال تلاش برای وزن کمتر با کاهش ضخامت اجزا یا با استفاده از یک ترکیب پرکننده مخصوص با چگالی ماده کمتر، با شکست مواجه شده است و خواص مکانیکی مهم مانند استحکام مکانیکی، سختی، و مقاومت در برابر ضربه کافی به دست نمی‌آمد.
اکنون، BASF و یک شرکت ایتالیایی، STR Automotive ، جمع شده‌اند تا بتوانند ماده جدیدی با وزن سبک به نام "Elastolit" را به بازار ارائه دهند.
به گفته این دو شرکت، این ماده جدید مبتنی بر یک ماده اصلی پلی اورتان با مدول بالا با مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، سفتی و مقاومت در برابر ضربه است و یک راه‌حل ابتکاری برای این مشکل دیرینه ارائه می‌دهد.
Jurgen Schneider، مسئول تحقیق و توسعه شرکت BASF Polyurethanes ، توضیح می‌دهد: " خواص مکانیکی بهبودیافته مواد ماتریسی به طراح اجازه می‌دهد ضخامت دیواره را تا حدود 20 درصد کاهش دهد، بدون اینکه کیفیت قطعات را کاهش دهد".
این امر به‌ویژه در مورد اجزای با مساحت بالا و سری کوچک با توجه به پایداری و دقت ابعادی تحت تغییر شرایط آب و هوایی صادق است. استحکام و سختی بالاتر این مواد و همچنین مقاومت در برابر حرارت زیاد، از این نظر تاثیر بسیار مثبتی دارد.
بسته به نیاز و کاربرد آن، می‌توان این ماده سبک‌وزن جدید را با ترکیب آن با پرکننده‌های مختلف، مانند الیاف استاندارد معدنی برای اجزایی مانند سپرها، ترکیب الیاف معدنی / کربن برای اجزای عمودی با ضریب انبساط حرارتی کم، و یا ترکیبی از الیاف کربنی و کره‌های شیشه‌ای توخالی برای اجزایی که کاهش وزن در آنها به‌طور ویژه در اولویت قرار دارد، تنظیم کرد.
شرکت‌های سازنده گزارش کرده‌اند که در سری اول تولید، وزن خودرو با موفقیت تا 0.6 کیلوگرم بر مترمربع کاهش یافته است. برای پنل‌های عقب این به معنی کاهش وزن تا 1.5 کیلوگرم است.
این تیم همچنین برای برنامه‌هایی که می‌توانند از ثبات دمای بالای مواد استفاده کنند، مانند ساخت محفظه‌های موتور، پتانسیل‌هایی را پیش‌بینی می‌کنند.
منبع:
https://www.advancedsciencenews.com/a-new-light-weight-material-for-efficient-vehicles