Chế tạo các phương tiện giao thông an toàn hơn(Thứ tư, 25/08/2010 00:00 GMT+7)
Các bộ phận chống va đập ở một chiếc ô tô giữ một vai trò quan trọng, phân định ranh giới giữa sự sống và cái chết. Chức năng của những bộ phận này là hấp thụ năng lượng trong va chạm nhằm bảo vệ người lái ở bên trong. Hiện nay, các nhà nghiên cứu Đức đã khám phá ra cách để sản xuất đại trà một thế hệ vật liệu mới đặc biệt an toàn được gọi là các bộ phận composit sợi dẻo nóng dành cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô.
Các bộ phận chống va đập ở một chiếc ô tô giữ một vai trò quan trọng, phân định ranh giới giữa sự sống và cái chết. Chức năng của những bộ phận này là hấp thụ năng lượng trong va chạm nhằm bảo vệ người lái ở bên trong. Hiện nay, các nhà nghiên cứu Đức đã khám phá ra cách để sản xuất đại trà một thế hệ vật liệu mới đặc biệt an toàn được gọi là các bộ phận composit sợi dẻo nóng dành cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô.
Đa số các phương tiện giao thông được chế tạo bằng thép. Tuy nhiên, nguyên liệu này từ lâu đã phải cạnh tranh về độ cứng với các vật liệu khác; các loại xe ô tô đời mới hiện nay được chế tạo từ hỗn hợp thép, nhôm và plastic gia cố bằng sợi. Các kết cấu chịu tải cường độ cao và các bộ phận chống va đập được thiết kế để làm oằn tác động, góp phần bảo vệ người trong xe khỏi sự va đập. Trước đây, các nhà sản xuất ô tô chế tạo những bộ phận này từ composit bằng cách sử dụng matrix nhựa phản ứng nhiệt. Nhưng phương pháp này có nhiều bất lợi cũng như khó thực hiện một cách hiệu quả trong môi trường sản xuất đại trà. Ngoài ra, nó cũng có thể có nguy cơ gây nguy hiểm do vật liệu này có xu hướng vỡ ra thành các mảnh vụn có cạnh sắc khi bị va đập, và một vấn đề nữa là nhựa phản ứng nhiệt không thể tái chế được .
Các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ hóa ICT Fraunhofer (Đức) vừa tìm ra được một giải pháp cho vấn đề này bằng cách phát triển một thế hệ vật liệu mới với quy mô lớn trong lĩnh vực chế tạo phương tiện vận tải, đó là vật liệu composit sợi dẻo nóng. Khi những vật liệu này đạt tới điểm cuối của vòng đời sử dụng của chúng, chúng có thể được chia thành từng miếng nhỏ, nấu chảy và tái chế để sản xuất ra các bộ phận có chất lượng cao. Ngoài ra, chúng cũng thể hiện hiệu suất tốt hơn trong các thử nghiệm va đập: Các bộ phận nhựa phản ứng nhiệt được gia cố bằng các cấu trúc dệt hấp thụ nhiều lực sản sinh ra trong một vụ va đập thông qua quá trình làm biến dạng dẻo vật liệu nền mà không vụn ra.
Trước đây, các nhà nghiên cứu đã không thành công trong việc tạo ra một kỹ thuật chế tạo bền vững đối với các cấu trúc composit nhiệt dẻo được chế tạo từ các sợi hiệu suất cao, nhưng hiên nay, các kỹ sư của ICT đã phát triển một quy trình thích hợp với sản xuất đại trà, có tiềm năng sản xuất tới hơn 100.000 bộ phận một năm. Thời gian quay vòng để sản xuất các bộ phận nhiệt dẻo chỉ mất có 5 phút. Trong khi đó các bộ phận nhựa phản ứng nhiệt thường phải cần tới hơn 20 phút.
Nhóm nghiên cứu đã đặt tên cho kỹ thuật của họ là nhiệt dẻo RTM (hay T-RTM). Kỹ thuật này bắt nguồn từ kỹ thuật RTM thông thường (Đúc chuyển nhựa) cho các composit sợi nhựa phản ứng nhiệt. Loại composit này được hình thành chỉ ở một bước đơn. Nhóm nghiên cứu giải thích, họ chèn cấu trúc dệt được tiền nung nóng vào dụng cụ đổ khuôn được kiểm soát nhiệt, vì vậy các cấu trúc sợi được đặt trong sự liên kết với ứng suất dự đoán trước. Điều này cho phép nhóm nghiên cứu sản xuất ra các bộ phận với trọng lượng rất nhẹ. Các dạng gia cố ưa thích gồm sợi cácbon hoặc thủy tinh và nhóm nghiên cứu cũng đã phát triển các cấu trúc chuyên dụng cao. Bước tiếp theo bao gồm việc bơm kim loại nấu chảy đơn hợp hoạt tính vào khoang đổ khuôn. Khoang này chứa cả hệ xúc tác và kích hoạt, các hợp chất hóa học cần thiết đối với quy trình polime hóa. Một bộ phận của xe Porsche Carrera 4 được sản xuất thí điểm đã khẳng định ích lợi của các vật liệu thế hệ mới này: Bộ phận này có trọng lượng nhẹ hơn 50% so với bộ phận nhôm nguyên gốc.
Theo Vista