Μια πρωτοβουλία υπό την ηγεσία του Ηνωμένου Βασιλείου στοχεύει να ανατρέψει την κατασκευή οχημάτων συνδυάζοντας μεθόδους χύτευσης υψηλής τεχνολογίας με πλήρως ανακυκλωμένο αλουμίνιο. Αυτό θα μπορούσε να μειώσει τις εκπομπές άνθρακα έως και 95%.
Το έργο PIVOT, με επικεφαλής την Sarginsons Industries Ltd, συγκεντρώνει μεγάλα ονόματα όπως η Aston Martin, το Brunel University London, η Altair και η εταιρεία GESCRAP, η οποία ειδικεύεται στην ανακύκλωση. Με την υποστήριξη της Innovate UK και του Advanced Propulsion Centre, η ομάδα εργάζεται πάνω σε έναν νέο τρόπο κατασκευής ανταλλακτικών αυτοκινήτων που είναι ελαφρύτερα, πιο ανθεκτικά και πολύ πιο οικολογικά.
Στην καρδιά του έργου βρίσκεται ένα σχέδιο για την εγκατάλειψη των συμβατικών μεθόδων χύτευσης υπέρ κάτι πολύ πιο καθαρού. Χρησιμοποιώντας αιχμή του συστήματος ρίψης συνδετικού υλικού άμμου από την Voxeljet, η ομάδα αντικαθιστά τα παραδοσιακά οργανικά συνδετικά υλικά, τα οποία απελευθερώνουν επιβλαβείς πτητικές οργανικές ενώσεις (VOC), με ανόργανα. Το αποτέλεσμα είναι μια διαδικασία χύτευσης που είναι πολύ καλύτερη για το περιβάλλον.
Οι Sarginsons και voxeljet δοκιμάζουν την τεχνολογία μέσω ενός προγράμματος Beta χρησιμοποιώντας τον εκτυπωτή VX1000-S IOB. Στόχος είναι η δημιουργία μιας πιο αποτελεσματικής διαδικασίας που παράγει πολύπλοκα, υψηλής ακρίβειας εξαρτήματα αλουμινίου χωρίς τη ρύπανση. Πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση του καθαρισμού μιας βιομηχανίας που εδώ και καιρό καταναλώνει ενέργεια και παράγει πολλά απόβλητα.
Εν τω μεταξύ, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Brunel του Λονδίνου αντιμετωπίζουν ένα από τα πιο δύσκολα ζητήματα με το ανακυκλωμένο αλουμίνιο: την ασυνεπή ποιότητά του. Εστιάζουν σε τρόπους βελτίωσης της αντοχής και της ανθεκτικότητας, βελτιώνοντας τη δομή των κόκκων του μετάλλου που έχει μολυνθεί από σίδηρο και οξείδια. Η εργασία τους είναι το κλειδί για να γίνει το 100% ανακυκλωμένο αλουμίνιο αρκετά ισχυρό για οχήματα υψηλών επιδόσεων.
Οι μεταγενέστερες φάσεις του έργου θα οδηγήσουν ακόμη περισσότερο. Να περιμένετε τρισδιάστατα εκτυπωμένα σχέδια με πολύπλοκα σχήματα, πιο έξυπνα εργαλεία που διαχειρίζονται καλύτερα τη θερμότητα και εξαρτήματα που μπορούν να προσαρμοστούν στην καταπόνηση. Όλα αυτά υποδηλώνουν ελαφρύτερα, πιο ανθεκτικά εξαρτήματα αυτοκινήτων κατασκευασμένα με ελάχιστες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Η Altair παρέχει την τεχνητή νοημοσύνη πίσω από τα σχέδια. Τα εργαλεία προσομοίωσής της χρησιμοποιούν μηχανική μάθηση και γενετικό σχεδιασμό για τη μείωση των αποβλήτων και τη βελτιστοποίηση της απόδοσης. «Αυτή η συνεργασία καταδεικνύει πώς η μηχανική που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη αναδιαμορφώνει την κατασκευή οχημάτων», δήλωσε ο Sam Mahalingam, CTO της Altair. «Συνδυάζοντας την τεχνητή νοημοσύνη, τα ανακυκλωμένα υλικά και την προηγμένη χύτευση, ανοίγουμε το δρόμο για ένα πιο βιώσιμο μέλλον στην αυτοκινητοβιομηχανία».
Η πιθανή εξοικονόμηση άνθρακα είναι τεράστια. Το έργο θα μπορούσε να οδηγήσει σε έως και 95% λιγότερο ενσωματωμένο CO₂ σε σύγκριση με την παραδοσιακή χύτευση και περίπου 30% ελαφρύτερα εξαρτήματα. Αυτό σημαίνει πραγματική πρόοδο προς τους κλιματικούς στόχους χωρίς να θυσιάζεται η αντοχή ή η απόδοση.
Με χρηματοδότηση ύψους 5.8 εκατομμυρίων λιρών, το έργο PIVOT θα μπορούσε να θέσει ένα νέο σημείο αναφοράς για την αυτοκινητοβιομηχανία. «Αυτό το έργο αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό άλμα προς τα εμπρός για τη βιομηχανία χύτευσης», δήλωσε ο Mark Nunan, Διευθύνων Σύμβουλος της Sarginsons Industries. «Με την υπερσύγχρονη τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης της Altair, επαναπροσδιορίζουμε τις δυνατότητες σχεδιασμού οχημάτων, κάνοντας τα ελαφρύτερα, ισχυρότερα και πιο βιώσιμα».
Παράλληλα με το αλουμίνιο, εξελίσσονται και άλλα υλικά. Σύνθετα υλικά όπως οι ίνες άνθρακα, το υαλοβάμβακα και τα νέα βιολογικά μείγματα χρησιμοποιούνται σε όλες τις βιομηχανίες, από την αεροδιαστημική έως την αιολική ενέργεια. Είναι ελαφριά, ανθεκτικά και ευέλικτα, γεγονός που τα καθιστά ιδανικά για καθαρότερη κατασκευή.
Αλλά τα σύνθετα υλικά δεν είναι χωρίς προβλήματα. Συχνά είναι ακριβά στην παραγωγή, δύσκολα στην ανακύκλωση και πολύπλοκα στην επεξεργασία. Παρόλα αυτά, οι μηχανικοί σημειώνουν πρόοδο με πιο έξυπνες, πιο οικολογικές επιλογές, όπως τα βιοσύνθετα υλικά και τα αυτο-επιδιορθούμενα υλικά.
Όπως δείχνουν έργα όπως το PIVOT, το μέλλον των υλικών στη μηχανική δεν περιορίζεται στην απόδοση. Αφορά τη βιωσιμότητα, την καινοτομία και την οικοδόμηση ενός συστήματος παραγωγής που προκαλεί λιγότερη ζημιά και επιτυγχάνει περισσότερα.
