Celulóza | Foto: Wikimedia

Doporučujeme, Technologie

Auto ze smrku, břízy nebo javoru?

1 září 2017   Galerie

Další malé nakouknutí do budoucnosti: co byste řekli tomu, že automobily by byly z velké části dřevěné?

Samozřejmě je to nadsázka. A ač se tato myšlenka může zprvu zdát bláznivá, je to dost možná jedna z cest, kam se automobilový průmysl jednou ubere. Mantrou dnešní konstrukce je totiž hmotnost: konstruktéři se neustále pídí za lehčími a lehčími auty. Několik japonských dodavatelů se k tomu staví vskutku inovativně, když jako náhradu tradiční oceli používají materiál opravdu nečekaný.

Celulózu.

Tento základní stavební prvek rostlinných buněk, který jim dává přednost, je totiž podle výzkumníků pětkrát pevnější než ocel a přitom váží jen pětinu toho, co tento tradiční materiál.

Před vědci a konstruktéry leží samozřejmě dlouhá cesta bádání a vylepšování, ale už v následujících desetiletích je reálné, že nový materiál uplatnění najde. Odlehčování totiž hraje čím dál větší roli s větším rozšiřováním elektromobilů bude hmotnostní úspora znamenat šetření drahocenné elektřiny uložené v bateriích. Masovému využití nových a lehkých materiálů podobně jako třeba karbonových vláken zatím však stojí v cestě jejich nákladná výroba.

Výzkumníci z Kjótské univerzity ve spolupráci s velkými výrobci dílů společnostmi Denso, což je největší dodavatel Toyoty, a DaikyoNishikawa už dnes využívají plasty obohacené nanovlákny celulózy. Ta vznikají rozbitím běžných celulózových vláken na setiny mikronu (to je tisícina milimetru).

Využití těchto nanovláken nic převratného není, běžně se užívají v řadě věcí, například v inkoustu nebo průhledných displejích, nová je ale technologie vyvinutá vědci z Kjóta: chemicky ošetřená dřevní vlákna se zapracovávají do plastů a současně s tím se rozbíjejí do nanovláken. Díky tomu jsou výrobní náklady oproti jiným technologiím asi pětinové.

Zatím je to tedy nejlevnější a nejefektivnější způsob, jak tyto materiály vyrobit, což jim už dnes umožňuje využití v automobilovém a leteckém průmyslu. Japonská univerzita dohromady se společnostmi z automotive vyvíjí prototyp vozu, které bude používat díly na bázi celulózových nanovláken. Hotový by měl být v roce 2020.

Výzkumníci se prý při svém bádání inspirovali jedním prazvláštním letadlem: takzvaná „Smrková husa“ bylo nákladní letadlo, jež v roce 1947 téměř výhradně ze dřeva postavil americký podnikatel a miliardář Howard Hughes.

Smrková husa z břízy
Hughes H-4 Hercules bývá označován za největší letadlo, které kdy bylo vyrobeno, má i největší rozpětí křídel. Obří transportní letoun vznikl kvůli potřebě americké armády dopravovat velké množství vojáků a vybavení do válečné Evropy. Bylo rozhodnuto o vytvoření leteckého mostu mezi Amerikou a Británií, letectvo ale v roce 1942 nemělo dostatečně kapacitní letoun. S ohledem na válečné priority a nedostatek kovů také nebylo možné stroj postavit z nich. Podle zadání letadlo mělo unést jeden tank M4 Sherman nebo 750 plně vyzbrojených vojáků.

Po mnoha peripetiích s náročnou dřevěnou konstrukcí přestal být v roce 1944 projekt pro vládu naléhavý, pokračoval ale dál. Netrpěliví senátoři letadlo také hanlivě pojmenovávali: „Létající sklad dříví“ nebo zmiňovaná „Smrková husa“. Tato přezdívka ale odhalovala neznalost politiků, H-4 totiž nebyl stavěn ze smrku, nýbrž především z lehkého a odolného březového dřeva s laminací. Smrk stejně jako topol, javor nebo balzu konstruktéři použili minimálně.

V listopadu 1947 byla provedena letová ukázka, šlo ale o rozpačitý počin. Letoun letěl při zemi, byl minimálně zatížen a zdolal pouhou jednu míli. Pak jej převezli zpět do hangáru a až do Hughesovy smrti v roce 1976 udržovali v letuschopném stavu. Od roku 1993 je letoun vystaven v Evergreen Aviation Museum v McMinnville v Oregonu.

Náklady na výrobu celulózových nanovláken ve velkém dnes dosahují asi dvě stě korun na kilogram. Japonci by tuto částku chtěli v následujících třinácti letech snížit na polovinu, díky čemuž by měla celulózová nanovlákna najít masivnější uplatnění ve výrobě, protože se budou kombinovat s plasty. Výzkumníci věří, že tak budou schopna konkurovat vysokopevnostní oceli a hliníkovým slitinám, které se v současnosti vyrábějí za asi padesát korun za kilogram. A ceny uhlíkových vláken do roku 2025 podle odborníků klesnou na asi 250 korun za kilogram.

Stejně tak experti zatím předpovídají, že celulóza materiálový trůn ještě hned tak neobsadí: hliník a ocel zůstanou oblíbenější především proto, že výrobci disponují příslušnými technologiemi a stroji. S novým materiálem by museli kompletně přezbrojit výrobní linky. Podobně je zatím v plenkách to, jak tyto nové materiály propojovat s jinými a jak je využívat v konstrukci různých automobilových dílů.

Co myslíte, dojde jednou v konstrukci aut i na dřevo?

, , , , ,



Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Anti SPAM *

Buďme v kontaktu

Sledujte VVAutomotive na síti LinkedIn a na Facebooku – buďte v kontaktu s profesionály z oboru. Odebírejte aktuální informace a rozšiřte komunitu odborníků.

LinkedIn Facebook