Nano-ler i plasten sænker vægten i fremtidens biler

Det er lykkedes et EU-støttet projekt med Aalborg Universitets Institut for Mekanik og Produktion i spidsen at finde et plastbaseret materiale, der kan erstatte stål i bilproduktion, hvilket giver en vægtbesparelse på op til 40 pct.

Noget af det, man kan erstatte, er den 'rigtige' kofanger, en stødabsorberende bjælke, som normalt er i stål, og som sidder bag den normale kofanger.

Men de 11 partnere bag EU-projektet, som både tæller store bilmærker og DTU samt Teknologisk Institut, har sammen udviklet materialet nanotough. En typisk bjælke af højstyrke-stål vejer 7,5 kg, mens en lavet i nanotough vejer 4 kg.

Tilmed reducerer man også produktionskompleksiteten ved kofangeren med 50 procent, da antallet af komponenter går fra seks til tre.

»Grunden til, at jeg danser over det her, er, at du her har en teknologi, som er billigere og giver lettere biler, hvor du med en enkelt komponent kan spare fire kg. Så det er faktisk ret nemt at nå op på 50-100 kg vægtbesparelse i almindelige biler,« forklarer professor Jesper de Claville Christiansen, Institut for Mekanik og Produktion, og forskningsleder på projektet.

Den lavere vægt giver flere fordele som lavere brændstofforbrug og bedre køreegenskaber. Det er også derfor, flere bilfabrikker har været med i projektet. Det gælder bl.a. Fiat og det spanske firma FPK, som er en underafdeling af BATZ, som leverer komponenter til de fleste europæiske og japanske bilproducenter.

Men det er ikke bare vægten, der sænkes. Der er også udsigt til at plastkomponenterne bliver billigere end tilsvarende stålkomponenter, alene af den grund, at der er færre trin i fremstillingsprocessen med plastik. Det forklarer professor Jesper de Claville Christiansen:

»Vores løsning giver en besparelse. Hvis du ser på fremstillingen af en metalkofanger, er den typisk fremstillet i flere skridt. Den skal først stanses ud, så bukkes, og så skal det affedtes, hvis der skal svejses også. Og så skal den formentlig også korrosionsbeskyttes. Så der er seks delkomponenter til kofanger, men hver enkel komponent har haft en relativt kompliceret proceskæde i forhold til plastmaterialer, hvor du støber en færdig geometri i én proces.«

Nano-ler

Jesper de Claville Christiansen fortæller, at det har været en ufattelig kompleks opgave at forstå de kemiske interaktioner og mekanismerne i materialet. Men man har haft nogle af de bedste faciliteter til rådighed, bl.a. ved Maersks Center for Nanoskopi ved DTU og Synkrotron i Hamburg.

Nu har man en solid forskningsmæssig forståelse, beretter Jesper de Claville Christiansen.

Processen bag materialet er patenteret og baserer sig på et hybridmateriale, som bl.a. indeholder det forholdsvis ordinære plast polypropylen. Nanotough indeholder også elastomer og det, der kaldes en kemisk overflademodificeret nano-ler.

Nano-leret har en gigantisk overflade. Populært sagt har et gram nano-ler samme areal som en fodboldbane. Det betyder bl.a., at mobiliteten af plastens molekyler bliver væsentlig reduceret.

»Nano-ler er en af nøglerne til projektet, og det ændrer mobiliteten af molekylestrukturen. Det giver eksempelvis fremragende krybeegenskaber og rigtig gode udmattelsesegenskaber ved store deformationer. Og så giver det også forbedrede termiske egenskaber.«

Fakta: Nanotough

Nanatough står for 'Nanostructured Toughened Hybryd Nanocomposites for High Performance Applications', og ud over de tre danske partnere og det spanske firma FPK indgår Hamborgs Universitet, Genovas Universitet, Chemical Research Institute i Rumænien, franske Armines-Cemef, Laviosa Chimeca Mineraria fra Italien samt Fiats researchafdeling. Med fra Italien er også Aviospace, en rumfartsvirksomhed som har testet anvendelserne af materialet til flyvning i rummet.

Projektet løb over tre år og er et såkaldt SP7-projekt fra Europa-Kommissionens research- og innovations gren. Europa-Kommissionen har støttet projektet med 38 millioner kroner, og partnerne har så selv skudt yderligere 17 millioner kroner i projektet.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jeg er fuld af beundring for Jesper og Co. arbejde med Nano-ler. Det er en stor glæde at se at der nu kan komme skub i tingene her.. Tillykke.

  • 0
  • 0

»Nano-ler er en af nøglerne til projektet, og det ændrer mobiliteten af molekylestrukturen. Det giver eksempelvis fremragende krybeegenskaber og rigtig gode udmattelsesegenskaber ved store deformationer. Og så giver det også forbedrede termiske egenskaber.«

Uden at kende den præcise forskel på nanoler og alm. ler (som jo i sig selv består af ganske små partikler), så er det pudsigt at læse, at det er nøjagtig de samme egenskaber som er årsagen til at vi anvender ler som bindemiddel i mørtler til murede ovne. Det skal kunne bevæge sig uden blivende deformation og det skal have gode termiske egenskaber. (og så skal det være nemt at reparere/vedligeholde, men det er nok ikke tilfældet her).

  • 0
  • 0

Først og fremmest tillykke med gennembrudet, det lyder som et fantastisk materiale. Og derfor bliver jeg jo nysgerrig :)

Jeg antager at materialet er termoplastisk, og muligt at sprøjtestøbe, qua artiklen, men:

Hvilken arbejdstemperatur taler vi?

Er der ekstra slid på sprøjte-støbe maskinen (pga nano-ler filleren)?

Hvad er det for en densitet man har PE'en i? Er vi ovre i noget som ligner Dynema (UHMW-PE)?

Kan man forestille sig plader i materialet, som man kan vakuum-forme, på lige fod med andre PE-typer?

Ville materialet være kompatibelt med andre typer PE, og kunne smeltes sammen, således at man benytter dette materiale som rigide forstærkninger i almindelige PE-konstruktioner?

Bare lidt af mine spørgsmål til at begynde med ;)

  • 0
  • 0

Jamen hedder det så en plastic kirurg, Jeg tror de vil blive meget kede af at blive kaldt plastic kirurger, men det må det jo være når ingeniøren kalder plast for plastik. Det er et udtryk for form. Det heddet plastic på engelsk, hvor vi har ordet fra. Kaj

  • 0
  • 0

Også hedder det en plastikkirurg i et ord

Og saa er ogsaa helst skrevet i to ord.

  • 0
  • 0

Kunne vaere interessant at vide, om det kan 3-d trykkes?

Det var da en af mine tanker om det kan gå i en rep-rap :) Det kræver dog at nogen laver en rulle monofillament...

Gode krybeegenskaber er jo altid noget man leder efter i plast.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten