Bazı insanlar ’21. yüzyılın çeliğini’ göklere çıkarırken başka bir grup ise, teknoloji ve maliyet nedenleriyle, büyük ölçekli motorlu araçların üretiminde karbon fiber malzemelerin kullanılmasından çok fazla şey beklenmemesi uyarısı yapıyor.
Savunucuları, tamamen karbon fiber takviyeli plastikten imal edilen otomobil karoserleri ve / veya ileri teknoloji imajlı bu mucize malzemeden yapılmış tampon sinyalleri veya bagaj kapağı parçaları ile fizibilite ispatı sağlarken geleneksel malzemelerin hayranları ise bu malzemeyi dışlama eğiliminde: çok pahalı, büyük ölçekli üretim için uygun değil, geri dönüşümü çok zor. Yine de her iki taraf da tekstil araştırma kuruluşlarının umut verici araştırma başarılarına sahip olduğunun farkında. Bu kuruluşlar arasında, bir motorlu aracın kaputu içinde bulunan bir 3D tekstil yaya çarpışma koruma sistemi üretmiş olan Dresden Teknik Üniversitesi’ne bağlı Tekstil Makineleri ve Yüksek Performanslı Malzeme Teknolojisi Enstitüsü (ITM)ve standartları belirleme potansiyeline sahip bir drape test cihazı üretmiş olan Mönchengladbach‘dan Textechno şirketi bulunmaktadır.
TEKNOLOJİK FİZİBİLİTEYİ HEDEFLEME
Şimdi yeni bir kilometre taşı, on bir araştırma kuruluşunun uzmanlıklarını bir araya getirdiği Hafif Tasarım Grubu tarafından kurulmuştur. İki yıllık çalışmadan sonra şu bir gerçektir: Almanya, fiber kompozit parçaların orta ve büyük seri üretim için tekrarlanabilir kalitede üretimini birkaç yıl içinde otomatikleştirebilecek az sayıda ülkeden biri olacaktır. Grup, Alman Araştırma Vakfı’ndan (DFG) ve Alman Endüstriyel Araştırma Dernekleri Federasyonu’ndan (AiF) aldığı 3.5 M EURO ile tekstil takviyeli plastik parçaların etkin kullanılması için malzeme ve teknolojileri seri üretim düzeyine geliştirme amacına sahiptir. Bu disiplinler arası ortak araştırma sayesinde işlem maliyetlerinin ve gerekli enerji girişinin somut olarak azaltılabilmesine yarayacak bilgiler ve kullanıcı verileri mevcuttur.
Geleceği göstermek için hibrid bir yapı kullanılarak çok rijit bir topolojik yapıda bir ürün üretildi. Sağlam hafif bileşen, motorlu taşıtlarda bir destek yapısı olarak kullanılmak için güçlü bir aday ve tekstil takviyeli yapılar bazında duroplastik&termoplastik bileşenlerden oluşuyor.
MALİYET SORUNU HAKKINDA DEVAM EDEN ODAKLANMA
Teknolojik gelişmeler, karbon fiberin hala çok fazla maliyetli olması sorununu yine de önleyemiyor. Karbon fiber takviyeli plastik parçalar ham petrolden elde ediliyor ve kilogram başına 200 Euro‘luk fiyata sahip; benzer çelik bileşenlerin maliyeti ise 2.50 Euro ile 80 kat daha ucuz. Bu orantısız maliyet, Daimler AG‘de hafif tasarım, malzeme ve üretim teknolojileri araştırma ve prototiplendirme başkanı olan Dr. Stefan Kienzle gibi otomotiv tasarımının ilerici düşünürlerini, karmaşık karbon fiber takviyeli plastik parçaları sadece bir ‘kısa vadeli hedef ‘ olarak görmeye itiyor. Audi AG‘de teknoloji ağları Başkanı Heinrich Timm‘in Dresden‘deki tekstil teknisyenlerine açıkladığı gibi: hafif tasarım önemlidir ve yüksek malzeme maliyetlerine rağmen emisyon azaltmada ‘anahtar bir faktördür’. Kompozit bileşenlerdeki yüksek performanslı fiberler, hafif tasarımlı malzeme portföyüne değerli bir katkıdır. Örneğin Audi A8 Coupé halihazırda karbon fiber takviyeli plastikten yapılmış 21 bileşene sahip. Onun görüşü şöyle ki, karbon fiber takviyeli plastik parçalara olan ve yıldan yıla yüzde 17 ‘ye kadar artan küresel talebin arka planına karşı sorun, yıllardır “küçük ev sanayisi’ olarak görülen işleme teknolojisini sanayileştirmektir. Thomas Strobel bir gelecek düşünürü ve özellikle fiber tabanlı yüksek teknoloji ürünler, yüzeyler ve teknolojiler ile ilgili gelişen tekstil araştırmalarının radikal maliyet azaltmanın yanı sıra diğer bir dizi sorunla karşı karşıya olduğuna inanıyor. Hafif tekstil-tabanlı tasarım sadece uzun vadede ve bir enerji & çevre perspektifinden hammaddeyi en azından metal için yapıldığı dereceye kadar geri kazanma yöntemlerinin tatmin edici bir çözümü olduğunda bir potansiyele sahip olacaktır. Ve: orta vadede karbon fiberlerin ham petrolden farklı bir hammaddeden imal edilmesi gerekmektedir.
ÇARPIŞMA ETKİSİNİ AZALTMAK İÇİN HAFİF TASARIM FİKİRLERİ
Tekstil araştırmalarından, akıllı bir kaput biçiminde bir geliştirilmiş yaya çarpışma koruyucusu için bir teklif geliyor. Aachen Tekstil Teknolojisi Enstitüleri(ITA) ve Motor Vehicles (ika) ile işbirliği içinde çalışan Dresden merkezli ITM ‘de tekstil ara malzemelerinden entegre bir pasif koruma geliştirildi ve VW ‘Golf V’nin kaputuna eklendi. Bu 3D yalıtım yapısı, mekanik fonksiyonuna ek olarak akustik ve termal özelliklere sahiptir ve insan ile makine arasındaki çarpışma etkisini absorbe etmek için tasarlanmıştır öyle ki hayatta kalmak için kritik olan kafa yaralanması kriter (HIC) değerleri AB mevzuatı ile uyumludur. Tekstil araştırmaları ayrıca başka yönlere de bakıyor. Bu yönlere bir örnek, bileşenlerin herhangi bir hasarı kendi kendilerine onarmalarına yardımcı olan fiber kompozit malzemelerdir. Bir yaralanma sonrasında kendini yavaş yavaş iyileştiren insan vücudu gibi bazı fiber kompozit malzemeler hasar gördükten sonra yenilenme kapasitesine sahiptir. Denkendorf ‘da bulunan Tekstil Kimyası ve Kimyasal Fiberler Enstitüsü’ndeki(ITCF) araştırmacılara göre yenilikçi yeni kompozitler, örneğin küçük bir çarpışma sonrasında orijinal malzeme özelliklerini geri kazanmalıdır. Söylendiğine göre özel polimer teknolojilerinin halihazırda 30 devamlı onarım döngüsüne ulaşması mümkün olmuştur. Ayrıca kendi kendini onaran malzemeler tamamen yeni güvenlik özellikleri sağlar: bunlar örneğin lastiklerin ve ön camların işlevselliğinin muhafaza edilmesine ve / veya eski haline getirilmesine yardımcı olabilir.
GÜNDEME AKTARIMI HIZLANDIRMAK
Alman Tekstil Araştırma Konseyi’ne göre araştırmaların sektöre aktarılma hızı “belirleyici” olandır. Böylece küresel rekabete bir bakışla Genel Müdür Dr. Klaus Jansen, Alman Ekonomi ve Teknoloji Federal Bakanlığı‘nın iki teşvik programı ile bu aktarım için genellikle gerekli olan süreyi azaltma politikasını benimsiyor. 500 ‘e (eskiden 250 idi) kadar çalışana sahip işletmelerin başvurma hakkının olduğu küçük işletmeler Merkez Yenilik Programı (ZIM), Toplu Endüstriyel Araştırma (IGF) programının bir parçası olarak, enstitülerin ön araştırmalarından gelen konuları aktarmak için gereken süreyi azaltmak ve daha sonra Endüstriyel Prototipler gelişimini hızlandırmak amacıyla kamusal geri ödemesiz fonlar sağlar. Jansen, çeşitli hafif kumaş tasarım projelerine işaret ederek “bunlar mükemmel uyumlu” diyor ve bunların ayrıca otomotiv sektörünün yararına olduğunu söylüyor. Bu gelişmenin bir örneği de tekrar üretilebilir ön- kalıpları imal etme konusudur. Araştırma enstitüsü ile küçük işletme arasındaki işbirliği, fiber kompozit yapıların seri üretimi için ileri bir verimlilik ilkesi belirleyerek, ön kalıpların üretimi için yerel olarak yapışkan uygulanması amacıyla otomatik yayma kavramlarını geliştirdi. Temel görev CNC kontrollü otomatik bir proses zinciri oluşturmaktı.Bu zincire, katlama olmadan tek bir katman olarak döşenmesi gereken çok katlı kumaşlar için olan döşeme, püskürtme ve kesme teknolojisi dahildi. Başka bir örnek de otomatik kaplanabilirlik testi cihazıdır. Fiber kompozit bileşenler imal ederken kaplanabilirlik (yani, takviye tekstillerin tasarımda belirtilen bileşen konturlarının üç boyutlu biçimine adapte olabilme yeteneği) belirleyici bir rol oynamaktadır. Tekrarlanabilir niteliklerde yüksek hassasiyetli, fiber bazlı yarı mamul ürünlerin büyük ölçekli üretimini yapmak isteyen herkes, kaplanabilirliği karakterize etmek için standart bir test yöntemine ihtiyaç duyar.
