Autoforum

/

Foto: Alvant

Karbon resp. karbonovými vlákny vyztužené plasty jsou kouzelná věc, jenže je křehká a neodolá vysokým teplotám. Nový materiál založený na hliníkovém kompozitu tyto limity nemá.

Již Colin Chapman, zakladatel automobilky Lotus, dobře věděl, že hmotnost je při výrobě aut zásadní. Čím více vůz váží, tím výkonnější motor potřebuje, aby se vůbec dal do pohybu. Kvůli silnějšímu motoru je ale znovu těžší a dále ztrácí v zatáčkách i při brzdění. Těžší auto je pochopitelně také celkově méně efektivní, čili má i vyšší spotřebu.

Dnes mohou výrobci ve snaze o minimalizaci hmotnosti vybírat hned z několika zajímavých materiálů, zejména pak vysokopevnostní oceli, hliníkových slitin a karbonovými vlákny zesílených plastů. Každý má své výhody a nevýhody, všechny chce ale nyní překonat pokročilý hliníkový matricový kompozit (AMC neboli Aluminium Matrix Composite) od britské společnosti Alvant.

Podstata AMC spočívá v hliníkové slitině, která může být spojena s dlouhými či krátkými vlákny dalšího kompozitu. Do značné míry jde o stejný recept, jaký byl použit v případě karbonem zesílených plastů (CFRP), jen v tomto případě pryskyřici nahrazuje hliník. Výsledky jsou nadmíru působivé, neboť daný materiál je o 50 procent tužší a takřka o 300 procent silnější než standardní karbon. Zcela logicky je tak i silnější než průměrná ocel, a to při poloviční hmotnosti.

Mnohem podstatnější však je schopnost AMC odolávat mechanické i tepelné zátěži. V tomto ohledu karbonu nelze vystavit zrovna nejlepší známku, neboť je křehký. Karbon-keramický kotouč může zničit jeden přilétnuvší kamínek a za vyšší teploty se CFRP rozteče jako nanuk. Proto v podstatě není využíván třeba pro podvozkové komponenty nebo části výfukových systémů, s AMC žádný z těchto limitů není spojen.

Teplo zvládá s přehledem, a co je důležité, při zahřátí se neroztahuje tak jako ocel či hliník. Z AMC lze tedy formovat i komponenty, u kterých záleží na enormní přesnosti. A aby toho nebylo málo, novinka zároveň zvládá daleko lépe pohlcovat vibrace a hluk. Suma sumárum tu tedy máme pomalu ideální řešení, zvláště když Alvant dodává, že může snížit i výrobní náklady.

Podle britské firmy lze z nového materiálu zformovat jen ty komponenty, na které je vyvíjen maximální tlak. Zbytek již může být vyroben ze standardní vysokopevnostní oceli či čehokoliv jiného. Proces vzniku AMC je přitom nadmíru jednoduchý, neboť de facto stačí přidat částice křemíkového karbidu do roztavené slitiny. Pokud je potřeba vyšší pevnost a nižší hmotnost, je zapotřebí zoxidovaný hliník.

Alvant zatím spolupracoval hlavně s leteckými společnostmi, přičemž nedávno se dokonce dočkal ocenění za svá brzdová táhla. Ta jsou o 30 procent lehčí než ekvivalent z titanu, zároveň však v jejich případě došlo k zesílení, odlehčení i snížení nákladů. Nyní se čeká rozšíření nového kompozitu na celé podvozky letadel, kromě toho však lze počítat s využitím také u aut. Britové již navázali spolupráci s Fordem a Rolls-Roycem.

Kde ovšem může AMC přinést opravdový průlom, to je elektromobilita. Pokud dojde k naskládání nového kompozitu do vrstev, které jsou navíc proloženy stejně zformovanou pěnou, dokáže AMC fungovat prakticky stejným způsobem jako neprůstřelná vesta. Dokonale tak může ochránit baterie, přitom je však lehčí než ocel. To může vést k užití menších baterií při zachování či dokonce zvětšení dojezdu.

Kromě toho může být AMC použito také na výrobu některých součástí hnacího ústrojí, třeba rotorů, jež jsou o 40 procent lehčí než ty konvenční. Navíc je díky kompozitu možné zmenšit mezeru mezi rotorem a statorem, což opětovně vede ke snížení hmotnosti a tedy k případnému navýšení dojezdu. Vše se navíc odehrává za snížení cen, Alvant tedy zřejmě trefil bank, tohle skutečně může změnit svět.

Zatím je však využíván hlavně v leteckém průmyslu. Foto: Alvant

Zdroj: Alvant

Petr Prokopec