Tworzywa sztuczne mogą zastąpić stal i aluminium. Dzięki swojej wytrzymałości sprawdzą się przy produkcji samochodów oraz samolotów

W dobie globalnego ocieplenia klimatu próbuje się odchodzić od paliw kopalnych, także w branży transportowej. Firmy motoryzacyjne robią wszystko, aby zminimalizować ilość szkodliwych substancji emitowanych do atmosfery przez samochody. Jest jednak jeszcze zbyt wcześnie, aby całkowicie wyeliminować z rynku pojazdy spalinowe i zastąpić je elektrycznymi. Efektywnym sposobem na redukcję ilości spalin może się okazać zastąpienie tradycyjnych materiałów konstrukcyjnych tworzywami sztucznymi, które obniżą masę pojazdu, a co za tym idzie – zredukują ilość spalanego paliwa.

– Branża motoryzacyjna to jedno z najszybciej rozwijających się zastosowań tworzyw sztucznych. Wynika to z dążenia na całym świecie do jak najmniejszego wpływu tej branży na środowisko, a głównym zagrożeniem dla środowiska jest spalanie paliw opartych na przeróbce ropy – mówi w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje Kazimierz Borkowski, dyrektor Fundacji PlasticsEurope Polska.

Obecne elementy z tworzyw sztucznych stanowią ok. 10–20 proc. masy samochodu osobowego. W samochodach sportowych, zwłaszcza w bolidach Formuły 1, to nawet kilkadziesiąt procent masy pojazdu. Z metalowych karoserii zrezygnowali jednak nie tylko projektanci bolidów F1. Plastikowe elementy nadwozia znajdziemy m.in. w Smartach od koncernu Daimler AG. Dzięki takiemu rozwiązaniu samochód jest lekki, bardziej ekonomiczny i łatwiej wymienić w nim uszkodzone elementy. Jak podkreślają eksperci, dzisiejsze tworzywa sztuczne mogą być nawet bardziej wytrzymałe niż stal czy aluminium, a przy tym wielokrotnie lżejsze.

– Tworzywa są znakomitym materiałem, ponieważ potrafią zastąpić stal czy aluminium w wielu częściach samochodowych czy samolotowych. Tworzywa są bardzo lekkie: ważą 6–7 razy mniej niż stal, 2–3 razy mniej niż aluminium, a jednocześnie mają bardzo dobre właściwości mechaniczne, które predestynują je do zastąpienia np. stali. Potrafimy zrobić dzisiaj takie tworzywa, które są równie wytrzymałe albo bardziej wytrzymałe niż metale – przekonuje Kazimierz Borkowski.

Pomysł stworzenia samochodu z karoserią z tworzywa sztucznego nie jest nowy. Prawdopodobnie po raz pierwszy wpadł na niego sam Henry Ford w 1941 roku. W odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na stal związane z wojną toczącą się w Europie powstał projekt tzw. Soybean car, auta z karoserią wykonaną na bazie konopi oraz soi, które jednak nigdy nie weszło do masowej produkcji.

Dzięki stosowaniu tworzyw firmy motoryzacyjne nie tylko zmniejszają masę pojazdu, lecz także redukują koszty produkcji oraz eksploatacji. Karoserię można wykonać z tworzyw poddanych recyklingowi, a uszkodzone elementy poddać dalszemu przetworzeniu, oszczędzając na ich wymianie.

– Komisja Europejska wzywa do tego, żeby materiały, których używamy, były jak najczęściej zawracane do obiegu, i namawia, żeby nie wyrzucać przedmiotu po zużyciu i kupować nowy, tylko spróbować ten przedmiot naprawić i wykorzystać ponownie. A jeżeli się nie da, to można poddać go recyklingowi i odzyskać materiał, z którego można wyprodukować nowe wyroby – mówi ekspert.

Volvo w ramach walki z zanieczyszczeniem powietrza, chce do 2025 roku montować w swoich samochodach przynajmniej 25 proc. elementów z odzyskanych tworzyw sztucznych. Co więcej, według wstępnych założeń do tego roku co najmniej połowa samochodów sprzedawanych przez ten koncern będzie wyposażona wyłącznie w silnik elektryczny. Obie zmiany mają się przełożyć na drastyczne zredukowanie ilości dwutlenku węgla emitowanego do atmosfery.

Spopularyzowanie tworzyw sztucznych w przemyśle motoryzacyjnym może mieć znacznie szersze konsekwencje. Wraz ze znacznym obniżeniem masy samochodów możliwe stanie się produkowanie pojazdów hybrydowych, poruszających się zarówno po drogach, jak i w powietrzu. Geely Automobile, spółka matka Volvo, zapowiedziała, że wypuści pierwszy taki pojazd na rynek już w 2019 roku. Poszycie Terrafugii będzie wykonane z włókna węglowego, dzięki czemu hybryda wraz ze składanymi skrzydłami będzie ważyć zaledwie 816 kg.

– Zmierzamy do coraz większego obniżenia masy samochodu po to, żeby mniej zużywał paliwa, a stąd już tylko krok do samochodów latających. Im lżejszy samolot, tym mniej paliwa potrzeba, w związku z czym jeżeli powstaną w niedługim czasie latające samochody osobowe, to na pewno będą one zawierały dużo więcej tworzyw niż dzisiejsze samoloty – tłumaczy Kazimierz Borkowski.

Według specjalistów z firmy analitycznej Energias Market Research, wartość globalnego rynku recyclingu tworzyw sztucznych w 2017 roku wyniosła 36,7 mld dol. Do 2024 roku ma wzrosnąć do 57,1 mld dol. przy tempie wzrostu rzędu 6,5 proc. w skali roku.

Z prognoz analityków Research and Markets wynika, że globalny rynek tworzyw sztucznych w branży motoryzacyjnej osiągnie wartość 25 mld dol. w 2023 roku.