تهدف مبادرة بريطانية إلى إحداث نقلة نوعية في صناعة المركبات من خلال الجمع بين أساليب الصب المتطورة والألمنيوم المعاد تدويره بالكامل. ويمكن أن يخفض هذا انبعاثات الكربون بنسبة تصل إلى 95%.
يجمع مشروع PIVOT، الذي تقوده شركة Sarginsons Industries Ltd، أسماءً بارزة مثل أستون مارتن، وجامعة برونيل لندن، وألتاير، وشركة GESCRAP المتخصصة في إعادة التدوير. بدعم من Innovate UK ومركز الدفع المتقدم، يعمل الفريق على تطوير طريقة جديدة لصنع قطع غيار سيارات أخف وزنًا وأكثر متانة وأكثر مراعاةً للبيئة.
يقوم المشروع على خطة للتخلي عن أساليب الصب التقليدية واستبدالها بأساليب أنظف بكثير. باستخدام تقنية نفث الرمل المتطور من فوكسل جيت، يستبدل الفريق المواد الرابطة العضوية التقليدية، التي تُطلق مركبات عضوية متطايرة ضارة، بأخرى غير عضوية. والنتيجة هي عملية صب أفضل بكثير للبيئة.
تختبر شركتا سارجينسونز وفوكسل جيت هذه التقنية من خلال برنامج تجريبي باستخدام طابعة VX1000-S IOB. الهدف هو بناء عملية أكثر كفاءة لإنتاج قطع ألومنيوم معقدة وعالية الدقة دون أي تلوث. تُعدّ هذه خطوةً هامةً نحو تحسين بيئة صناعةٍ لطالما كانت كثيفة الاستهلاك للطاقة ومُنتجة للنفايات.
في هذه الأثناء، يُعالج باحثون في جامعة برونيل بلندن إحدى أصعب المشكلات المتعلقة بالألمنيوم المُعاد تدويره: تفاوت جودته. ويُركزون على سبل تحسين القوة والمتانة من خلال تحسين بنية حبيبات المعدن المُلوث بالحديد والأكاسيد. ويُعد عملهم أساسيًا لجعل الألومنيوم المُعاد تدويره بنسبة 100% قويًا بما يكفي للسيارات عالية الأداء.
ستُوسّع المراحل اللاحقة من المشروع آفاقه. نتوقع تصاميم مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بأشكال معقدة، وأدوات أكثر ذكاءً تتحمل الحرارة بشكل أفضل، ومكونات قادرة على التكيف مع الإجهاد. كل هذا يُشير إلى قطع سيارات أخف وزنًا وأكثر متانة، مصنوعة بأقل تأثير بيئي.
تُقدّم شركة ألتير الذكاء الاصطناعي الذي يُشكّل أساس هذه التصاميم. تستخدم أدوات المحاكاة الخاصة بها تقنيات التعلم الآلي والتصميم التوليدي لتقليل النفايات وتحسين الأداء. وصرح سام ماهالينجام، الرئيس التنفيذي للتكنولوجيا في ألتير: "يُظهر هذا التعاون كيف تُعيد الهندسة المُدعّمة بالذكاء الاصطناعي صياغة صناعة المركبات". وأضاف: "من خلال الجمع بين الذكاء الاصطناعي والمواد المُعاد تدويرها والصب المُتقدّم، نُمهّد الطريق لمستقبل سيارات أكثر استدامة".
إن إمكانية توفير الكربون هائلة. يمكن أن يؤدي المشروع إلى انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المُدمج بنسبة تصل إلى 95% مقارنةً بالصب التقليدي، وأجزاء أخف وزنًا بنسبة 30% تقريبًا. وهذا يعني تقدمًا حقيقيًا نحو تحقيق الأهداف المناخية دون التضحية بالقوة أو الأداء.
بدعمٍ قدره 5.8 مليون جنيه إسترليني، يُمكن لمشروع PIVOT أن يُرسي معيارًا جديدًا في صناعة السيارات. وصرح مارك نونان، المدير الإداري لشركة Sarginsons Industries: "يُمثل هذا المشروع نقلةً نوعيةً في صناعة الصب". وأضاف: "بفضل تقنية الذكاء الاصطناعي المتطورة التي تُقدمها Altair، نُعيد تعريف إمكانيات تصميم المركبات، لتصبح أخف وزنًا وأقوى وأكثر استدامة".
إلى جانب الألومنيوم، تتطور مواد أخرى أيضًا. تُستخدم مواد مركبة مثل ألياف الكربون والألياف الزجاجية ومزائج حيوية جديدة في مختلف الصناعات، من الفضاء إلى طاقة الرياح. تتميز هذه المواد بخفة وزنها وقوتها وتعدد استخداماتها، مما يجعلها مثالية للتصنيع الأنظف.
لكن المواد المركبة ليست خالية من المشاكل. فهي غالبًا ما تكون مكلفة الإنتاج، ويصعب إعادة تدويرها، ويصعب التعامل معها. ومع ذلك، يُحرز المهندسون تقدمًا في تطوير خيارات أكثر ذكاءً وصديقة للبيئة، مثل المواد المركبة الحيوية والمواد ذاتية الشفاء.
كما تُظهر مشاريع مثل PIVOT، فإن مستقبل المواد في الهندسة لا يقتصر على الأداء فحسب، بل يشمل الاستدامة والابتكار وبناء نظام تصنيع يُحدث ضررًا أقل ويُحقق نتائج أكبر.
