Tworzywa sztuczne zamiast stali w układach napędowych ciężarówek? Obiecujące efekty

Wały napędowe przenoszą moc ze skrzyni biegów na koła i muszą przy tym wytrzymywać duże obciążenia. Z tego powodu są one zwykle produkowane z ciężkich materiałów, głównie stali. Tymczasem, dla tzw. zrównoważonej mobilności niezbędna jest lżejsza konstrukcja, a wały napędowe wykonane np. z tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem węglowym (CFRP) z matrycą termoutwardzalną mogą znacząco ograniczyć emisje szkodliwe dla klimatu.

Efektem będzie większa ładowność aut i zmniejszenie szkodliwości dla klimatu. Natomiast dodatkowym walorem to, że użyte materiały można poddać recyklingowi.

Naukowcy z Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP, wraz z partnerami biznesowymi przygotowują elementy, których bazę stanowią materiały termoplastyczne. Do produkcji wałów napędowych wykonanych z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem węglowym wykorzystana zostanie technologia tzw. zautomatyzowanego umieszczania włókien (AFP). 

– W pierwszym etapie chcemy zoptymalizować wały za pomocą termoutwardzalnej matrycy – tłumaczy Felix Kuke, szef ZenaLeb, centrum lekkich technologii uczestniczącego w projekcie finansowanym przez niemieckie Federalne Ministerstwo Gospodarki i Działań na rzecz Klimatu (BMWK).

Według obliczeń specjalistów Fraunhofer IAP, w porównaniu ze stalowymi wałami napędowymi możliwe jest zmniejszenie masy na poziomie ponad 65 proc. To poskutkuje obniżeniem zużycia paliwa podczas użytkowania pojazdów i redukcją emisji dwutlenku węgla. 

Dodatkowym elementem mają być czujniki światłowodowe i tensometry (mierniki odkształceń). Będą dostarczać informacje o parametrach napędów, a także stanie systemu matrycowego, co jest niezbędne zarówno podczas eksploatacji, jak i np. przy recyklingu.