Úvod » Tagy » kovová pěna » Kovové pěny

Kovové pěny

Přidat do mého PORTu

15. 4. 2011

Kovové pěny

Dřevo je jedním ze základních kamenů finské ekonomiky. V lese mezi Tampere a Pori těžící stroje prořezávají malé stromky, které se pak stanou zdrojem biomasy pro výrobu elektřiny. S každým kilometrem, který ale musí nákladní auto se štěpkou ujet k elektrárně navíc, se náklady na toto palivo exponenciálně zvyšují. Materiál by se tedy mohl převážet pomocí říční dopravy. Lodě ale nesmí být příliš hmotné, aby jejich náklad mohl být dostatečně vysoký. Ve Fraunhoferově institutu pro obráběcí technologie v Chemnitzu inženýři vyvíjejí způsob, jak plavidla vylehčit. Aby tohoto cíle dosáhli, chtějí některé ocelové části nahradit superlehkým, ale pevným materiálem – hliníkovou pěnou.

Finsko je zemí s největším zalesněním v Evropě. Lesy pokrývají dvacet miliónů hektarů, což je 78 % rozlohy země. A více stromů dorůstá, než kolik se jich porazí. Dřevo se nejvíce využívá k výrobě papíru nebo nábytku. Ve Finsku je ho ale dost i na spalování k produkci tepla a energie. V lese mezi Tampere a Pori těžící stroje prořezávají malé stromky, které ostatním brání v růstu.

Stroje se propracovávají k suchým kmenům, které hned štěpkují. Nákladní auta je pak převezou do elektrárny, která spaluje biomasu. Jedno nákladní auto uveze 120 metrů krychlových štěpek. Elektrárna jich spotřebuje až šest miliónů za rok – tedy zhruba padesát tisíc nákladních aut.

Využití zbytkového dřeva pro výrobu energie však má své omezení. Zatímco náklady na dopravu do vzdálenosti pěti kilometrů činí jen 1,7 euro, u vzdálenosti sedmdesáti kilometrů to činí až 400 euro. Mohly by se proto využít vodní trasy tvořené čtyřmi hlavními sítěmi jezer a spojujících navigací v celkové délce 6150 kilometrů.

Veikko Hintsanem, bývalý námořní kapitán, Finsko: Je to druhá nejdelší vodní síť v Evropě. Finsko je ale překvapivě jedinou zemí bez říční dopravy. Přitom loď uveze mnohem více nákladu a nezatěžuje silnice. Záhadou tedy je, proč ve Finsku nemáme vůbec žádný lodní provoz, jaký bychom mohli mít.

Vhodné lodě, takzvané kontejnerové taxi, už využívají v Hamburgu. Jediná nahradí šedesát nákladních aut. Snižuje emise a odlehčuje dopravnímu provozu. Jako palivo používá kapalný plyn, aby se zabránilo znečištění v případě úniků. Má ponor menší než 2,4 metru. Hlavním problémem je však její hmotnost. Proto inženýři hledají způsob, jak plavidlo odlehčit až o 30 procent. Některé ocelové části chtějí nahradit superlehkým, ale pevným materiálem – hliníkovou pěnou.

Dr. Thomas Hipke, Fraunhoferův institut, Německo: V rámci evropského projektu CREATING se v současné době zaměřujeme jen na některé části lodi. Právě nyní můžeme uspořit 20 až 25 procent hmotnosti ve spodní sekci. Na bočnicích jsme uspořili 27 procent. Když to všechno sečteme, můžeme loď odlehčit o několik tisíc tun.

Vrstva z hliníkové pěny se vyrábí z hliníkového prášku obohaceného pěnidlem – hydridem titanu. Prášek se vtlačí do mřížky a pak se umístí mezi ocelové vrstvy. Forma odolná vůči teplu se pak uzavře. V peci se zahřeje na teplotu vyšší než 650 °C. Jen několik minut poté hliník ve formě nakyne jako těsto. Vytvoří se množství malých pórů a materiál nabude struktury podobné houbě. Po ochlazení hliníková pěna za několik minut ztuhne.

Stavba pěny připomíná stavbu kostí – a stejně spojuje lehkost s vysokou pevností. Výzkumníci ji porovnávají s pevností ocelové tyče. Tato tyč o tloušťce tří milimetrů váží o 40 gramů více, než deset milimetrů tlustý a 247 gramů vážící hliníkový sendvič. Ocel přitom neunese devítikilové závaží. Stejné závaží hliníkový sendvič nezlomí, pouze ho deformuje. A to je dobrá vlastnost pro trup lodi v oblastech, kde se vyskytuje led. Pěna má další překvapivou vlastnost: její měrná hmotnost je čtvrtinová oproti vodě, a tedy plave na hladině.

Dr. Thomas Hipke, Fraunhoferův institut, Německo: Doufáme, že vytvoříme novou generaci lehoučkých konstrukcí lodí, což nás posune před naši konkurenci z Asie.

Námořní kapitán stále doufá, že jednoho dne ve Finsku začnou jezdit lehoučké lodě, které sběrnou oblast pro štěpku rozšíří.

Šárka Speváková

Vstoupit do diskuse

komentářů: 0

Zajímavé odkazy

Nejsledovanější