Navigácia

Prihlásenie

Zaujímavé odkazy


Penový hliník vyvinutý na ÚMMS SAV


Ferrari
Obr. 1 Výstuha dutého hliníkového rámu športového kabrioletu Ferrari z penového hliníka vyrábaná vývojovým partnerom ÚMMS SAV – rakúskou firmou Alulight GmbH, Ranshofen.

Ústav materiálov a mechaniky strojov SAV má bohaté skúsenosti s aplikovaním svojich výsledkov výskumu v praxi. Spolupracuje s mnohými nielen domácimi, ale predovšetkým zahraničnými priemyselnými partnermi. Svoje uznávané postavenie si získal predovšetkým vďaka vyvinutiu technológie výroby penového hliníka, ktorá je z celosvetového hľadiska unikátna. Ústavu sa podarilo v nedávnej minulosti v spolupráci s hlavným vývojovým partnerom, rakúskou firmou Alulight International GmbH, Ranshofen vyvinúť a zaviesť sériovú výrobu viacerých súčiastok z penového hliníka, určené pre rôzne priemyselné aplikácie. Za zmienku stoja napr. výstuhy rámov športových automobilov Ferrari, absorpčné členy slúžiace na ochranu posádky pred zadným nárazom montované do luxusných vozidiel Audi Q7 alebo súčiastka zostavy nárazníka železničných vagónov slúžiaca na pohltenie nárazovej energie v prípade prekročenia povolenej rýchlosti nárazu pri posunovaní vlakových súprav.
 
Audi Q7

Obr. 2 Prvá skutočne veľkosériová aplikácia penového hliníka na svete. Ročne sa vyrobí technológiou vyvinutou na ÚMMS SAV až 200 000 ks absorpčných členov slúžiacich na ochranu posádky pred zadným nárazom. Tieto sa v Bratislave montujú do luxusných vozidiel Audi Q7.

Posledná spomínaná aplikácia penového hliníka bola ocenená získaním prestížnej „Application Award“ za najvýznamnejší prínos pri inovácii výrobku z kovového celulárneho materiálu na medzinárodnom sympóziu CELLMET v roku 2008 v Drážďanoch a ÚMMS SAV za túto aplikáciu získal aj Cenu ministra hospodárstva za „Inovatívny čin roka 2007“ v kategórii „Inovácia produktu“. Aplikácia je výsledkom spolupráce s nemeckou firmou Gleich GmbH Kaltenkirchen, s ktorou ústav úzko spolupracuje už viac ako 10 rokov. Vyvinutá súčiastka z penového hliníka, ktorá sa používa v zostave nárazníka železničných vagónov, slúži na pohltenie nárazovej energie v prípade prekročenia povolenej rýchlosti nárazu a tým prispieva k zvýšeniu pasívnej bezpečnosti. Je vyrobená z vysokopevnej tepelne spracovanej hliníkovej zliatiny a používa sa vo vlakových súpravách novej generácie, ktoré sa len nedávno začali sériovo vyrábať. Deformačný nárazník je umiestnený za konvenčným pružinovým tlmičom a karosériou vagóna, pričom každý vagón má 4 takéto nárazníky (po dva na každej čelnej strane). Pre ilustráciu, jedna takáto súčiastka z penového hliníka s hmotnosťou 1,2 kg dokáže pri nárazovej rýchlosti 8 km/h v priebehu svojej 30 mm dlhej deformačnej dráhy zastaviť 22 tonový vagón bez toho, aby bola prekročená kritická sila a dovolené preťaženie, ktoré by spôsobilo trvalú deformáciu v ráme vozňa.
Najvýznamnejším prínosom tejto inovácie je podstatné zvýšenie ochrany vagónov pred poškodením nárazom pri prekročení posunovacej rýchlosti. V takom prípade sa tlmiaci člen z penového hliníka deformuje pri relatívne nízkom tlakovom napätí (cca. 17 MPa), pričom absorbuje toľko kinetickej energie, aby zostávajúca nebola schopná poškodiť rámovú konštrukciu vagóna. Zdeformovaný člen sa potom ľahko a rýchlo vymení za nový. Škoda, ktorá takto vznikne je nepatrná v porovnaní s poškodením rámu podvozku, ktorý si vyžaduje dlhotrvajúcu a pomerne náročnú opravu. Keďže k prekročeniu posunovacej rýchlosti dochádza z rôznych príčin pomerne často, deformačný člen významne prispieva k zvýšeniu životnosti vagónov a znižovaniu nákladov na ich opravu.
Vyvinutý deformačný člen z penového hliníka je v takejto aplikácii použitý prvýkrát na svete. V prípade potvrdenia výhodnosti použitia v prvých rokoch sa dá predpokladať jeho umiestňovanie do všetkých ďalších nových vagónov. O produkt doteraz prejavili záujem významné spoločnosti vyrábajúce železničné vagóny, akými sú Siemens a Bombardier, pričom prvá z nich ho už aplikovala pri sériovej výrobe nového typu vagónov.
Po úspešnom ukončení vývoja a testovania prototypov nasledoval rýchly štart sériovej výroby, ktorá vzhľadom na dlhoročné slovenské know-how prebieha v Bratislave na ÚMMS SAV. Súčiastky zo Slovenska sú potom vo firme Gleich lakované a montované medzi hliníkové bloky, ktoré si firma vyrába sama. Diel sa následne dodáva konečnému zákazníkovi. Aj v tomto prípade sa ukázala užitočnosť úzkej spolupráce so spoločnosťami, ktoré dokážu efektívne využívať obrovský potenciál uplatnenia výsledkov vedecko-výskumnej činnosti v praxi.
SIEMENS
Obr. 3 Súčiastka z hliníkovej peny a nárazníková zostava pred nárazovou skúškou