František Simančík: Materiály budúcnosti na Slovensku

ISSN

133

9-83

7

Materiály budúcnosti na Slovensku

Vývoj materiálov v automobiloch

Bioplasty v priemyselnom využití

STERED: Slovenský výskum so svetovým dosahom

febr

uár

2016

, č. 1

/201

6 AUTOMOTIVE INNOVATION

SL

OV

AK

IA

Vážení čitatelia, ďalšie číslo nášho časopisu prináša zaujímavú tému, ktorá sa venuje novým materiálom a ich využitiu v priemyselných odvetviach. Pripravili sme inšpiratívne rozhovory s osobnosťami, odborníkmi na tieto materiály, ktorí sa zároveň zaoberajú aj výskumom a vývojom vo svojej oblasti. Svojimi skúsenosťami a myšlienkami nám do tohto vydania časopisu prispeli Dr. František Simančík z Ústavu materiálov a mechaniky strojov SAV, doc. Ján Lešinský zo Strojníckej fakulty STU Bratislava, prof. Pavol Alexy z STU Bratislava a tiež Ing. Juraj Plesník zo spoločnosti PR Krajné, s.r.o. Téma materiálov dominovala aj minuloročnej konferencii NEWMATEC 2015, ktorá stále v automobilovom priemysle veľa znamená.

Príhovor ŠÉFREDAKTORA

Horčík a hliník sú perspektívnymi materiál-mi budúcnosti. O ich využití sme sa rozprávali s Františkom Simančíkom z Ústavu materiálov a mechaniky strojov SAV.

Pán Simančík, venujete sa výskumu nových ma-teriálov už dlhé roky. Povedzte, ktoré materiály sú materiálmi budúcnosti, ktoré by sa dali využiť v automobilovom priemysle?

Materiály pre budúce automobily možno rozdeliť do dvoch oblastí: na nosné materiály, ktoré za-bezpečujú tuhosť a pevnosť konštrukcie a súčasne pasívne chránia pasažierov pred nárazom a na ma-teriály zabezpečujúce v aute určité aktívne funk-cie, najmä riadenie procesov, prenos informácií, pohon servosystémov, efektívna konverzia,

uskladňovanie energie a pod. V ideálnom prípade sa viaceré funkcie pomocou „smart materiálov“ kombinujú v jednej súčiastke. Súčasným trendom sú materiály, ktoré sa dajú vytvarovať do väčších, zložitých dielov bez potreby spojov, ktoré sú z hľadiska zaťažovania a výroby vždy kritické, ako napr. hliníkové a horčíkové zliatiny. Na maximálne odľahčenie súčiastky sa materiál doslova šije na mieru podľa spôsobu a smeru jej zaťažovania. Tu

majú budúcnosť heterogénne materiály. Príkladom sú kompozity. Ich vlastnosti sa dajú smerovo riadiť, či už prostredníctvom spevňujúcich vlákien alebo orientácie mikroštruktúrnej stavby.

Čo sa týka druhej oblasti, t. j. efektívnejšie-ho narábania so zdrojmi energie, hľadajú sa materiály, ktoré dokážu uskladniť prebytočnú energiu, povedzme teplo vznikajúce pri spaľovaní, brzdení a pod. Nevypustiť ju bezúčelne do okolia, ale vrátiť ju vo vhodnej forme a čase účelne naspäť. Ide najmä o nové materiály pre elektrické, ale aj tepelné batérie či palivové články. Veľmi perspektívne sú tzv. termoelektrické materiály, ktoré umožňujú priamo konvertovať teplo na elektrickú energiu (známe sú napr. z použitia v ter-močlánkoch).

Prečo považujete horčík za jeden z vysoko per-spektívnych materiálov, ktorý sa bude ešte vo väčšej miere využívať v automobilovom priemysle? Tak ste to prezentovali aj na minu-loročnej konferencii NEWMATEC 2015.

Horčík patrí prakticky k najľahším kovom, ktoré možno použiť na výrobu konštrukčných dielov.

MATERIÁLY BUDÚCNOSTI NA SLOVENSKU

Na maximálne odľahčenie súčiastky sa materiál doslova šije na mieru.

foto: František Simančík

Téma tohtoročnej konferencie NEWMATEC 2016 sa však bude viac zameriavať na oblasť procesov v automobilovom priemysle, na ktorú vás touto cestou srdečne pozývam. Verím, že príspevky v našom časopise obohatia vašu znalostnú kapacitu a podnietia k inšpirácii pre prípadné diskusie a stretnutia.Prajem príjemné čítanie.

foto: 123rf.com

foto: 123rf.com

Vladimír Švač Šéfredaktor

Ferrari). Horčíkovým zliatinám sme sa venovali najmä z pohľadu ich efektívnej recyklácie. Podari-lo sa nám sprevádzkovať niekoľko inovatívnych technológií na odstraňovanie škodlivých prímesí z recyklovaného kovu. V ústave sme hrdí najmä na nami optimalizovanú technológiu sublimácie, ktorá umožňuje získať čistý kov aj zo značne kon-taminovaného odpadu, ktorý sa nedá recyklovať tradičnými technikami, ako aj na technológiu re-cyklácie triesok z obrábania horčíka do lisovaných profilov. Robili sme dvorného vývojára pre rakúsku firmu REMAG, na ktorú v časoch našej spolupráce pripadal 20 % podiel európskeho trhu s recyklo-vaným horčíkom.

Čím by mohol byť ústav nápomocný priemyselným podnikom v automobilovom priemysle na Slovensku?

Veľmi radi by sme zmenili charakter slovenských výrobných dodávateľov na vývojovo-výrobných z dôvodu, aby do svojej produkcie mohli zahrnúť podstatne viac intelektuálnej práce, ktorá pred-stavuje dôležitú časť pridanej hodnoty výrobku. Veľká šanca sa naskytuje práve teraz, keď sa v au-tomobiloch vyšších tried vyrábaných na Slovensku začína intenzívne využívať hliník. V tejto oblasti ešte nie je vybudované stabilné konkurenčné pros-tredie a pokiaľ sa tento trend včas zachytí, môže byť Slovensko kľúčovou destináciou nielen na výrobu, ale aj vývoj hliníkových komponentov. Máme na to všetky predpoklady, čo indikuje aj avizo-vané rozhodnutie automobilky Land Rover Jaguar postaviť výrobu nového modelu s celohliníkovou karosériou práve na Slovensku. Záujemcom z ra-dov potenciálnych slovenských dodávateľov vieme poskytnúť jednak odbornú, ale aj technickú po-moc, najmä však potrebnú inšpiráciu. V Žiari nad Hronom práve otvárame moderné výskumné cen-

trum, ktoré by malo významne prispieť k zlepšeniu prostredia pre vývoj v oblasti ľahkých kovov a kom-pozitov.

Myslíte si, že Slovensko má potenciál, aby vedelo robiť výskum materiálov so svetovým dosahom? Máme na to kapacity (finančné, ľudské, tech-nické)?

Pri všetkej skromnosti, aj naša skúsenosť ukazu-je, že áno. Slovensko má stále veľké množstvo kreatívnych ľudí, ktorí sú schopní riešiť problémy vlastnými silami. Viaceré úspešné riešenia, najmä v oblasti softvérovej, ukazujú, že bez problémov dokážu konkurovať aj v prostredí globálneho trhu. Schopnosť riešiť problémy sme nadobudli v minulosti, pretože sme väčšinou boli odkázaní sami na seba. Dnes na ňu však z nepochopiteľných dôvodov rezignujeme, pričom sa spoliehame, že naše problémy vyrieši niekto za nás. Geometricky sa znižuje počet výrobkov vyvinutých na Sloven-sku, strácame sebestačnosť ako v potravinách, tak energiách. Ak však chceme v budúcnosti dosiahnuť porovnateľnú životnú úroveň s vyspelými krajina-mi, nevyhnutne sa musíme k práci hlavou vrátiť. Tomu treba podriadiť všetko úsilie, a to v oblasti vzdelávania, výskumu, výroby, ale aj štátnej poli-tiky.

Rozhovor pripravil: Vladimír Švač

Horčík sa na rozdiel od iných kovov dá odlievať do extrémne tenkostenných a tvarovo komplex-ných súčiastok, ktoré sú často ľahšie, ako keby boli vyrobené z plastu. Hoci oproti plastovým súčiastkam majú takmer desaťkrát vyššiu tuhosť.

V situácii, keď každý ušetrený kilogram na hmot-nosti automobilu má stále rastúcu hodnotu, dá sa logicky predpokladať, že podiel horčíkových zliatin v karosériách bude takisto rásť. Tento trend nakoniec potvrdzuje aj fakt, že objem horčíkových odliatkov v automobiloch sa za posledných 5 rokov takmer zdvojnásobil. Dnes si už bez použitia horčíkových zliatin nevieme predstaviť ultraľahké notebooky, fotoaparáty, ďalekohľady ani mobilné telefóny. Horčík okrem toho výborne tlmí vibrácie a dá sa veľmi dobre obrábať. Tieto vlastnosti ho spolu s pomerne jednoduchou možnosťou recyklá-cie robia pre výrobu automobilových súčiastok veľmi perspektívnym materiálom budúcnosti.

Kde všade sa dá horčík využiť v automobilovom priemysle?

Najvýhodnejšie použitie horčíkových zliatin v karosériách automobilov je na veľkorozmerné a komplexne tvarované diely, ktoré možno vyrobiť ako odliatok z jedného kusa, napríklad dvere, ar-matúrové panely, priečinky, časti podlahy, strechy, kapoty a pod. Dnes prakticky existujú horčíkové odliatky celých vnútorných dverí automobilov vyšších tried. Z horčíkových zliatin sa vyrába výstuž

volantu, pojazdy sedadiel, rôzne kryty v motore, ľahké skrinky, atď. Jeden diel z horčíka, napr. ar-matúrový panel, dokáže nahradiť 30 tradičných dielov na výrobu tohto komponentu z ocele. Americká strategická štúdia Magnesium Vision 2020 ukázala, že keby sa všetky v praxi známe používané diely z horčíkových zliatin dali do jed-ného automobilu, ich celková hmotnosť by bola asi 160 kg, v kombinácii s hliníkovými zliatinami by sa však automobil odľahčil o najmenej 130 kg oproti tradičnému vyhotoveniu z ocele. Takéto odľahče-nie by umožnilo následné zníženie hmotnosti ďalších komponentov, čím by sa mohlo dosiahnuť

celkové zníženie hmotnosti až o 225 kg. Samoz-rejme, s tým by boli spojené významné benefity ohľadom spotreby paliva a emisií skleníkových plynov.

Ako napreduje Váš výskum horčíka, ale aj hliníka v Ústave materiálov a mechaniky strojov SAV? Na čo ste Vy osobne najviac hrdý?

V našom ústave sa zatiaľ venujeme viac aplikáciám hliníka ako horčíka. Tu sme dosiahli niekoľko originálnych výsledkov najmä s hliníkovou penou a kompozitmi na báze hliníkových práškov vrá-tane prvej aplikácie hliníkovej peny v automobi-lovej karosérii na svete (konkrétne v automobile

Rozhovor Rozhovor

Dnes si už bez použitia horčíkových zliatin nevieme predstaviť ultraľahké notebooky,

fotoaparáty, ďalekohľady ani mobilné telefóny.

Keby sa všetky v praxi známe používané diely z horčíkových zliatin dali do jedného automo-bilu, ich celková hmotnosť by bola asi 160 kg,

v kombinácii s hliníkovými zliatinami by sa však automobil odľahčil o najmenej 130 kg

oproti tradičnému vyhotoveniu z ocele.

foto:123rf.com

Výroba automobilov i samotný automobil si vyžadujú primeraný „obeh“ materiálov a spotre-bu energie. Najviac po roku 2000, keď sa začalo „schyľovať“ k problémom s dodržiavaním prijatých krokov na zníženie spotreby (v podobe zníženia kontrolovaného množstva CO2 v gramoch na kilo-meter). Konštruktéri veľmi intenzívne vyhľadávali materiály na zníženie hmotnosti dielov, modulov a systémov v aute pri zvyšovaní efektívnych para-metrov a pod rastúcim tlakom na recyklovateľnosť.

ZOPÁR ČÍSEL NA ÚVODPo druhej svetovej vojne, keď sa priemysel učil vyrábať ľahšie a užitočnejšie cestné motorové vozidlá, pretože vojenské boli veľmi ťažké, zača-li do rozvoja automobilových parkov vo svojich štátoch aktívne vstupovať výrobcovia z Európy. Hromadná výroba v spracovateľskom priemysle a ďalšie možnosti (infraštruktúra, bytová výstavba, a iné) postupne podporovali rozvoj väčších sídiel. To prinieslo aj nárast automobilov na cestách. Ces-tovanie za prácou bolo náročnejšie, verejná dopra-va pribúdala pomalšie, v tradičných historických európskych mestách tieto komplikácie mali za následok, že vytlačili miesta pre prácu mimo mi-est, rovnako tak miesta pre bývanie. Až 80 % ciest tvorili cestovania automobilmi do práce.

ETAPY POHONOV AUTOMOBILOV A TLAK NA ICH ZMENYPo roku 1950 bola väčšina automobilov poháňaná piestovým spaľovacím motorom. Ročná výroba

stúpala z 10 miliónov automobilov za rok na viac ako 50 miliónov do konca storočia. Podiel výroby v USA postupne klesal z 80 % na dnešných cca 11 %. V Európe intenzívne rástli poznatky v oblasti vznetových motorov a ich využívanie aj pre osob-né automobily, aj v súvislosti s postupným vylučo-vaním síry z motorovej nafty (z vtedajšej úrovne 500 ppm na dnešných 5 ppm). V Japonsku boli vyvíjané menšie, ale rýchlobežnejšie zážihové mo-tory.

Výraznejšie etapy: Po roku 1980 – intenzívne narastanie kontroly škodlivých emisií → odporúčania a predpisy EHK (OSN) → dôsledok: katalyzátory.Po roku 1990 – intenzívne tlaky na znižovanie spotreby paliva → tlak prostredníctvom limitov produkcie CO2 → dôsledok: intenzívne nasadenie vstrekovania palív a znižovanie hmotnosti vozidiel.

POTREBA MATERIÁLOV A ENERGIE NA JEDNO AUTOSvet automobilov podstatne narastá. Veľká úroveň technológií a využívania materiálov umožnili zvýšenie presnosti, zvýšenie životnosti i využi-tie náročných riadiacich systémov pre udržanie výborného stavu technického diela. V roku 1993 bolo na svete vyrobených menej ako 50 miliónov osobných (OA) a malých úžitkových automobilov (MÚA). V roku 2014 už bolo vyrobených viac ako 89 miliónov motorových vozidiel, ktorými dochádza k individuálnej preprave osôb aj tovarov. Novšie

výrobky stále dopĺňajú park automobilov, a tak keď v roku 1993 bolo na svetových cestách takmer 620 miliónov OA a MÚA. Dnes ich už registrujeme viac ako 900 miliónov. Autobusy a úžitkové automo-bily nad 3,5 tony toto číslo zvyšujú už nad 1 miliardu. A ak započítame aj motocykle, je toto číslo takmer 2,5 miliardy strojov. V nich je koncentrovaná práca mnohých generácií technikov i ostatných žijúcich a aj nežijúcich obyvateľov našej planéty.

MATERIÁL – okolo roku 2000 automobilový prie-mysel produkoval automobily, ktoré mali diely z tradičných materiálov (oceľ – 64 %, liatina – 11 %, hliník – 6 %, plasty a elastomery 8 % a 4 %, meď a zinok po 1 %, ostatné do 100 %). Na výro-bu jedného automobilu bolo v Európe v priemere spotrebovaných 1 200 kg náročných materiálov pri „odpade“ až 500 kg. 500 kg bola aj hmotnosť vy-menených materiálov v prevádzke, pričom naspäť sa po recyklácii na rôzne účely vrátilo 85 % hmot-nosti automobilov.

ENERGIA – okolo roku 2000 bola výroba surovín na jeden automobil energeticky v rozsahu 50 GJ, výroba materiálov, montáž vozidla a jeho údržba si vyžadovala 90 GJ a počas prevádzky automobilu 12 ± 2 roky využil prevádzkovateľ pri priemernej spotrebe 12 t benzínu, resp. nafty motorovej spálením paliva cca 800 GJ. Veľké investície do výskumu a vývoja automo-bilového priemyslu (finálnych výrobcov a dodá-vateľov) pod tlakom znižovania spotreby hmôt a energie od ťažby minerálov, cez spracovanie materiálov, prevádzku s podporou počítačov až po recykláciu priniesli podstatné zmeny!

MATERIÁL 2015 – postupný pokles priemernej hmotnosti vozidiel vďaka využívaniu materiálov s podstatne inými vlastnosťami – vysokopevná oceľ a oceľ je zastúpená 52 %, ľahké zliatiny –

17 %, neželezné kovy – 3 %, polyméry a spracované polyméry – 20 %, iné materiály a kompozity – 3 % a kvapaliny a elektro + elektronika 5 % – priniesol aj menší odpad pri výrobe (bez kovov cca 85 kg). Sú recyklovateľné na 95 %.

ENERGIA 2015 – nové riešenia v tomto desaťročí prinášajú menšiu spotrebu energií pri výrobe (finálna výroba spotrebuje iba cca 10 GJ energie na auto), menšiu spotrebu paliva (za 20 rokov život-nosti pri priemernom využívaní 15 000 km/rok je to 650 GJ na auto).

AKO ĎALEJ?Pre dodávateľov budú už veľké nároky na spl-nenie požiadaviek finálnych výrobcov v pozna-ní materiálov. Z hľadiska rozloženia hmotnosti, kde bude hlavný krok pre inovácie (pohon – 28 %, samonosná karoséria – 28 %, podvozkové časti – 27 %, interiér – 10 % a iné – 7 %). Je zjav-ný nástup vysoko tepelne a mechanicky odol-ných materiálov v motoroch, nové povlaky pre piestne krúžky pre zníženie trenia bez mazania (napríklad aj pre prevodové súkolesia).

Autor: Ján LešinskýStrojnícka fakulta STU

VÝVOJ MATERIÁLOV V AUTOMOBILOCH

foto: Ján Lešinský

foto: 123rf.com

Profesor Pavol Alexy pôsobí na Fakulte chemickej a  potravinárskej  technológie  STU  v  Bratislave. V roku 2014 sa zúčastnil finále start-upovej súťaže Startup Awards.SK. V poslednej dobe sa jeho meno spája s pojmom bioplast. Podľa jeho názoru majú práve bioplasty veľký potenciál stať sa materiálmi budúcnosti. 

Pán profesor, čo je mimoriadne na Vašom výs-kume bioplastov a čím ste sa Vy a Váš tím stali viditeľnejšími v oblasti slovenských inovácií?

Polymérom, zvlášť plastom a ich dopadom na životné prostredie, sa v posledných rokoch venu-je značná pozornosť. Myslím globálne, nielen na Slovensku. Problematika ekologizácie výroby, spracovania, aplikácie plastov a ich likvidácie po doslúžení, je pomerne široká. Kľúčovými faktormi z pohľadu ekológie je surovinový pôvod týchto materiálov a finálny produkt likvidácie odpa-

du. Z hľadiska produkcie skleníkových plynov v ktorejkoľvek fáze životného cyklu plastov je vhodné, aby tieto materiály boli vyrobené z obno-viteľných zdrojov surovín, a nie z ropy či zemného

plynu. Rovnako dôležitý je spôsob zaobchádza-nia s plastovým odpadom, keď výrobok doslúži. V tomto ohľade sa v súčasnosti považuje za op-timálne riešenie priemyselné kompostovanie. Ak to teda zosumarizujem, ideálny plast je taký, ktorý je vyrobený z obnoviteľných zdrojov surovín a zároveň po uložení do kompostu sa v priebe-hu niekoľkých týždňov rozloží na biomasu. Naše riešenie, ktoré vzniklo v spolupráci s Ústavom polymérov SAV, STU Bratislava a priemyselným partnerom, je unikátne práve v tom, že sme naš-li materiál, ktorý je vyrobený z obnoviteľných zdrojov, je kompostovateľný, a pritom má aj dobré spracovateľské a mechanické vlastnosti. Ide hlavne o odstránenie vysokej krehkosti. A čím sme sa stali viditeľnejšími na Slovensku? Prvý impulz k nášmu zviditeľneniu bolo ocenenie technického riešenia v zahraničí, ktoré si všimli médiá.

Myslíte si, že bioplasty môžu byť materiálom budúcnosti? Kde všade by sme ich mohli využiť? Napríklad aj v automobilovom priemysle?

Bioplasty sa budú musieť postupne stať materiál-mi budúcnosti. Dnes si už ľudstvo veľmi jasne uvedomuje, že jediná cesta udržateľného rozvo-ja v oblasti materiálov a energií vedie cez obno-viteľné zdroje energie a materiálov, a to nielen pre ich vyčerpateľnosť, ale najmä pre ich dopad na bilanciu skleníkových plynov. Najväčší súčasný aplikačný potenciál bioplastov je vo výrobkoch s krátkym životným cyklom, ako sú napríklad

obaly. V automobilovom priemysle osobne vidím najväčší predpoklad využitia bioplastov pre prvé

reálne aplikácie v interiérových častiach, ako napríklad výplne dverí, zadné plató a pod. Nevy-lučoval by som ani niektoré textilné aplikácie, aj keď tam ešte bude potrebné popracovať na zdokonalení niektorých úžitkových vlastností.

Ako dlho pracujete na výskume bioplastov? Aký veľký je Váš tím a s kým spolupracujete?

Výskumu ekologických plastov sa venujem vyše 20 rokov a posledné výsledky, ktoré sú pred-metom súčasného riešenia, sú len jedným z log-ických vyústení dlhodobej a systematickej práce celého kolektívu riešiteľov. Ak chceme hovoriť o výskumnom tíme, nie je možné obmedziť ho na súčasné osoby. Začiatky patria určite na pôdu VUCHT a.s., Bratislava, kde sme spolu s kolegami vyvinuli technológiu na výrobu vodorozpustnej fólie, ktorá ako jediná v SR dodnes existuje v Kra-kovanoch pri Piešťanoch. Neskôr som spolu s kole-gyňou z VUCHT a.s., odišiel na fakultu, kde sme sa obklopili najmä študentmi a doktorandmi. Tak vznikol veľmi efektívny mladý kolektív, ktorému teraz „kazím“ vekový priemer. Po čase sme zača-li spolupracovať s kolegami z Ústavu polymérov SAV. S nimi sme založili spoločné pracovisko. Výsledkom bol aj vznik spomínaného rieše-nia, ktoré je predmetom prihlášky vynálezu, na ktorý bol už mimochodom udelený prvý pat-

ent v Japonsku. Na ten slovenský stále čakáme. Nebyť vysoko efektívnej spolupráce s priemy-selným partnerom, ktorý už vyše desať rokov naše výskumné projekty podporuje, by celý projekt zrejme zostal v čisto akademickej rovine vzhľadom na úroveň financovania vedy na Slovensku. Takže kolektív ľudí, na ktorý sa pýtate, je veľmi široký.

Aké sú Vaše ďalšie plány a ako hodnotíte výsled-ky Vášho výskumu?

Pokiaľ hovoríme o realizácii tohto konkrétneho riešenia bioplastov, ktoré je predmetom rieše-nia spomínaného vynálezu, tak na zhodnotení sa už intenzívne pracuje. Od začiatku sme nech-celi ísť cestou jednorazového odpredaja riešenia do zahraničia. Zámerom bolo zriadiť výrobu na Slovensku. Koncom septembra sme ukončili

BIOPLASTY V PRIEMYSELNOM VYUŽITÍ

Ideálny plast je taký, ktorý je vyrobený z obnoviteľných zdrojov surovín a zároveň

po uložení do kompostu sa v priebehu niekoľkých týždňov rozloží na biomasu.

Jediná cesta udržateľného rozvoja v oblasti materiálov a energií vedie cez obnoviteľné

zdroje energie a materiálov.

Rozhovor

foto: Pavol Alexy

náročný proces ohľadom udelenia licencie na výrobu tohto materiálu, ktorú získala firma Panara s.r.o. v Nitre, územne pre Európu. Takže realizácia výroby už nie je na akademickej pôde, ale v reál-nom podnikateľskom prostredí. Firma má záu-jem začať s výrobou čím skôr, pričom univerzita s Ústavom polymérov SAV bude poberať licenčné poplatky. Už teraz máme reálnych záujemcov na Slovensku, ale aj v zahraničí, ktorí testujú tieto materiály pre výrobu svojich finálnych výrobkov. Verím, že už nie sme ďaleko od spustenia reálnej produkčnej linky.

Čím by ste vedeli byť nápomocný priemysel-

ným podnikom v automobilovom priemysle na Slovensku?

Sme odborníci na polyméry, teda plasty, gumu. Automobilový priemysel stále častejšie hľadá „nekovové“ riešenia najmä, ale nielen, z dôvodov znižovania hmotnosti automobilov. Značná časť výroby vozidiel v celom technologickom reťaz-ci je veľmi úzko spojená práve so spracovaním a aplikáciou plastov. Myslím si, že najmä po dobu-dovaní technologického centra CEPOMA v Nitre máme čo ponúknuť spracovateľom plastov, a to nielen v automobilovom priemysle. Okrem našich konzultačných činností, napr. z oblasti možností

materiálových riešení, tiež vieme pomôcť pri vývo-ji materiálov pre konkrétne aplikácie, pri testovaní nových materiálov, pri riešení technologických problémov, pri spracovaní plastov na hotové výrobky či polotovary. A bioplasty sú len jedným okruhom, ktorému sa venujeme. Ústav prírodných a syntetických polymérov FCHPT STU v Bratislave disponuje odborníkmi, ktorí sú schopní kom-plexne riešiť technické a technologické problémy v reálnych technologických podmienkach.

Ako máte vybavené laboratóriá? Je možné v nich robiť výskum a vývoj pre priemyselné podniky na svetovej alebo európskej úrovni?

Ako som už spomenul, najmä po dovybavení cen-tra v Nitre sme sa posunuli na novú kvalitatívnu úroveň v možnostiach poskytovania služieb pre priemyselných partnerov. Disponujeme najmodernejšími prístrojmi, aké vôbec vo svete existujú. Napríklad v oblasti reológie máme najmodernejší, plne vybavený kapilárny reom-eter, s ktorým sme schopní poskytovať spraco-

vateľské dáta pre jednotlivé materiály na špičkovej úrovni. K dispozícii je tiež elektrónový rastrovací mikroskop, s ktorým sme schopní robiť analýzy štruktúry materiálov s rozlíšením od 1 nm vrátane analýzy prvkového zloženia. Spomeniem ešte spra-

covateľské linky, ktoré sú dimenzované pre polo-prevádzkové testovanie spracovania polymérov vš-etkými základnými technológiami používanými pri spracovaní polymérov. Komplexnosť nášho vybav-enia je nielen v spektre metodík, ale aj v tom, že na jednom pracovisku vieme skĺbiť vysoko teoretický výskum s poloprevádzkovými podmienkami spra-covania plastov, čo robí naše pracovisko unikátnym a zároveň atraktívnym pre výrobné podniky.

Myslíte si, že Slovensko má na to, aby vedelo ro-biť výskum materiálov so svetovým dosahom? Máme na to kapacity (finančné, ľudské, tech-nické)?

Ja tvrdím, že na Slovensku je určite veľa nie šikovných, ani nie nadpriemerne šikovných, ale extrémne šikovných ľudí. Viem to, pretože niekoľko z nich som mal a mám tú česť osobne poznať. Áno, máme ľudský potenciál, otázka je, či ho vieme rozvinúť. Technické kapacity sú prepojené na finančné zdroje. A tie sú pre-pojené na filozofiu nakladania s hodnotami, ktoré Slovensko vlastní. Nechcem sa pustiť do politickej debaty, lebo tam smeruje Vaša otázka, či chcete alebo nie a odpoveď vôbec nie je jednoduchá. Čo ale určite poviem, je fakt, že Slovensko so svojimi ľuďmi má na oveľa viac, ako je realita. Prečo je to tak, to je na veľmi dlhú debatu. Do značnej miery to je otázka celospoločenská, ale aj otázka jednotlivcov. Je jednoduché povedať, že sa niečo nedá. Oveľa zložitejšie je robiť kvalitné veci napriek tomu, že okolie nie je priaznivé. Alebo práve vďaka tomu je možné robiť kvalitné veci? Ale to je už filozofická debata.

Rozhovor pripravil: Vladimír Švač

Komplexnosť nášho vybavenia je nielen v spektre metodík, ale aj v tom, že na jednom

pracovisku vieme skĺbiť vysoko teoretický výskum s poloprevádzkovými podmienkami

spracovania plastov, čo robí naše pracovisko unikátnym.

Rozhovor Rozhovor

foto: elektrónový rastrovací mikroskop

Proces  výroby  automobilov  generuje  množstvo textílií,  ktoré  sú  pre  ďalšie  textilné  spracovanie nepoužiteľné. Vďaka technológii STERED sa podarilo zostaviť prvú komplexnú technologickú linku, ktorá tento textilný materiál spracuje a zhodnotí na nové výrobky. Jedným z autorov tejto myšlienky bol Juraj Plesník, konateľ spoločnosti PR Krajné, s.r.o.  

Pán Plesník, čo je STERED a čím je táto technológia výnimočná?

Myšlienka STERED sa zrodila ako vnútorná výzva v súvislosti s rozvojom automobilového priemyslu. V roku 2007 som sa začal zaoberať analýzou, čo je vlastne technický textil použitý v konštrukcii automobilu. Odpoveď bola po ruke – vysoké požiadavky na kvalitu materiálu. To sú

hlukové, tepelnoizolačné a antivibračné vlastno-sti, hygienická neškodnosť a priateľskosť k ľud-skému organizmu, vysoká mechanická odolnosť a dlhodobá životnosť, odolnosť voči vode a soliam.

Nasledovala dlhá cesta vývoja, ktorá sa týkala nájdenia vhodnej technológie na prepracovanie týchto „zložitých“ textilných materiálov. Unikát-

nosť technológie STERED spočíva v tom, že spra-cováva technické textílie ako zmiešaný odpad. Ide o mechanické prepracovanie pôvodnej štruktúry do formy chumáča. To všetko s cieľom, aby sa čo najviac využili vlastnosti, pre ktoré bol materiál použitý do konštrukcie automobilu. A tiež, aby sa minimalizovali nároky na spotrebu novej energie – elektrickej, ľudskej, takmer bezodpadovosť spra-covania. Dnes je to menej ako 5 % zatiaľ nespra-covaného odpadu z podielu materiálu na vstupe.

V roku 2012 sme po etape skúmania, hľadania riešenia a vytvorenia novej technológie mohli spustiť do skúšobnej prevádzky komplexnú linku spracovania zmiešaných odpadov z automobi-lového priemyslu, ktorá je prvá svojho druhu nielen v krajinách EÚ. Kapacita linky bola postavená na schopnosti spracovať zmiešané odpady zo spracovania vyradených vozidiel v počte 100 000 autovrakov, resp. technologický odpad z prvovýro-by nových automobilov v počte 1 milión kusov.

Kde všade je možné STERED využiť, v akých prie-myselných odvetviach? Povedzte nám nejaké príklady. Je možné ho využiť aj v automobilovom priemysle?

„Objav svet STEREDu“. Toto motto sme si dali do vienka pri uvedení prvého výrobku – izolačnej dosky pre akustické použitie ako zvukovopohl-tivého materiálu. S týmto heslom sme šli aj do partnerstva a spolupráce so značkou Brens, ktoré prinieslo riešenie pre koľajovú dráhu. Práve ma-

teriál STERED posunul dopredu aplikáciu nízkych protihlukových clôn. Toto riešenie je nápomocné všade tam, kde na znižovanie emisie hluku z koľa-jovej dopravy nie je možné alebo účelné stavať vysoké protihlukové steny. Použitie STEREDu umožnilo zaradiť do procesu modernizácie elek-tričkových tratí vysoko inovatívny koľajový prvok. Medzikoľajový absorbér hluku s funkciou reten-

cie vody zachováva bezpečnosť základnej funkcie dráhy. Okrem vysokého štandardu zvukovej pohl-tivosti – práve vďaka vlastnostiam STEREDu, akou je jeho vysoká schopnosť zadržať dažďovú vodu (retencia), efektívne napomáha zmierňovať aj nepriaznivé dopady klimatických zmien. V zmysle motta „Objav svet STEREDu“ je zjavné, že táto aplikácia otvorila cestu pre využitie re-tenčných vlastností STEREDu v skladbe retenčných vegetačných striech, retenčných chodníkov, par-kovísk či zelene. Vysoká odolnosť proti poveternos-tným podmienkam vrátane cestnej soli, nadštan-

dardná hodnota zvukovej pohltivosti, znižovanie záťaže z environmentálneho hluku – to sú všetko výnimočné vlastnosti STEREDu. Mechanická odol-nosť STEREDu v spojení s iným výrobkom z re-cyklátu, ktorý vyprodukoval automobilový priemy-sel – recyklát z pneumatík, priniesol na trh novú skladbu pryž – textil ako antivibračnú podložku pod električkové trate, k tlmeniu vibrácií z lisovní a kogeneračných jednotiek.

Ako napreduje výskum a vývoj Vašej technológie? Spolupracujete s univerzitnými pracoviskami na nejakých výskumno-vývojových projektoch?

Náš vývoj technológie je dnes plne prepojený na vývoj nových materiálov zaraďovaných do konštrukcie automobilu. Tým, že na vstupe sa stretáva technologický odpad, teda materiál, ktorý do automobilu ešte len vstupuje a separovaný odpad z vozidiel po skončení životnosti, máme obrovský náskok v inovovaní nášho produktu.

Základné jadro výskumu a vývoja v našej firme tvorí 5 pracovníkov. Treba však povedať, že na vývoj výrobkov má vplyv aj vzájomná spolupráca s partnermi pre aplikácie. A tak do vývojového kolektívu dnes počítame už i tvorivé kolektívy partnerov jednotlivých riešení, ktoré vznikli s využitím materiálu STERED. Neoddeliteľnou súčasťou našej vývojovej práce je kontakt s uni-verzitnými pracoviskami. Výsledkom takejto spolupráce s VUT Brno je napríklad skladba an-tivibračnej rohože Conirap 0,1 S50. S univerzitou ČVUT Praha spolupracujeme na overovaní up-latnenia STEREDu ako akustickotepelnej vložky a vložky na zmiernenie deštrukcie výbuchom do betónových konštrukcií. TU vo Zvolene dnes overuje skladbu chodníkov a odstavných parkovísk s využitím recyklovaných materiálov a s retenčnou zložkou STERED. Využitie prepracovaného ma-

Unikátnosť technológie STERED spočíva v tom, že spracováva technické textílie

ako zmiešaný odpad.

Vysoká odolnosť proti poveternostným podmienkam vrátane cestnej soli,

nadštandardná hodnota zvukovej pohltivosti, znižovanie záťaže z environmentálneho hluku –

to sú všetko výnimočné vlastnosti STEREDu.

Rozhovor Rozhovor

STERED – SLOVENSKÝ VÝSKUM SO SVETOVÝM DOSAHOM

foto: Juraj Plesník

teriálu STERED na opätovnú textilnú výrobu dielov, napr. pre izolácie do vagónov, akustické priečky, je rozpracovávané s Trenčianskou univerzitou Alex-andra Dubčeka. Komplexné využitie vlastností an-tivibračnej rohože Conirap 0,1 S50 pre priemyselné aplikácie máme rozpracované so STU Bratislava. Žilinská univerzita overuje využitie materiálu STERED na odhlučnenie koľajových vozidiel.

Kto sú Vaši zákazníci? Dodávate STERED aj do zah-raničia?

Zákazníkov, ktorí využívajú overenú kvalitu z automobilového priemyslu v novej podo-be materiálu STERED, môžeme rozdeliť podľa cieľových aplikácií. Využitie STEREDu pre programy modernizácie električkových tratí (Bratislava, Košice, Praha, Brno, Olomouc, Ostrava). O tento materiál sa zaujímajú aj investori a mestá, najmä z hľadiska funkcie retencie vody ako významného opatrenia na zmierňovanie dopadov klimatických zmien (chodníky, pevné či zatrávnené parkoviská, retenčné strechy). Ďalšími zákazníkmi sú organizá-cie, ktoré sa zaujímajú o protihlukové prvky pre cestnú a koľajovú dopravu a dopĺňajú skladbu pre znižovanie emisného hluku z rastúcej intenzity do-pravy na infraštruktúre.

Myslíte si, že Slovensko má potenciál, aby vedelo robiť výskum materiálov so svetovým dosahom?

To, čo sme dnes dosiahli s využitím materiá-lu STERED v jednotlivých aplikáciách, už má charakter vlastného slovenského výskumu so svetovým dosahom. Podstatou nášho výskumu

je, že ťažíme z výskumno-vývojových pracovísk jednotlivých automobiliek, ktoré určujú smer vývoja nových materiálov do konštrukcie au-tomobilu. Našou snahou je, aby sme vedeli čo najefektívnejšie tieto vlastnosti využiť pri prepra-covávaní odpadu na nové výrobky. Celý proces vý-skumu, vývoja a uvedenia do ponuky jednotlivých aplikácií s využitím materiálu STERED bol doteraz financovaný len z privátnych zdrojov. Pre objek-tivitu musím uviesť, že Recyklačný fond aj MŽP SR prispeli na technológiu, resp. úpravu výrobných priestorov z Operačného programu Životné prostredie s prioritnou osou odpadové hos-podárstvo. Avšak náročnosť uvedenia nového výrobku na trh, úplne novej a inovatívnej myšlienky, okrem vytrvalosti privátneho kapitálu, však bola postavená aj na na ochote a prístupe partnerov pre realizované riešenia, t j. dôverovať protokolárnym skúškam na potvrdenie vlastností produktu STERED. Reálne výsledky z realizovaných aplikácií, spokojnosť zákazníka a naplnenie jeho očakávaní sú dnes pre nás tou najlepšou reklamou.

Rozhovor pripravil: Vladimír Švač

To, čo sme dnes dosiahli s využitím materiálu STERED v jednotlivých aplikáciách, už má charakter vlastného slovenského výskumu

so svetovým dosahom.

ww

w.n

ewm

atec

.sk

RÉMI JEAN CLAUDE GIRARDON - PSA PEUGEOT CITROËN TRNAVA RALF SACHT - VOLKSWAGEN SLOVAKIAJEFFREY LIKER - UNIVERSITY OF MICHIGAN, LEAN EXPERT MILAN GREGOR - CEIT THOMAS SCHULZ - GENERAL ELECTRIC DIGITAL

JURAJ ČAPEK - MATADOR GROUP MARTIN MORHÁČ - SOVA DIGITAL JÁN LEŠINSKÝ - STU BRATISLAVA JIŘÍ CHALOUPKA - KONZULTANT KVALITYIMRICH CHLAMTAC - PREZIDENT CREATE-NET A EAI TOMÁŠ KAŇOK - CONTINENTAL AUTOMOTIVE SYSTEMS SLOVAKIA VLADIMÍR ŠVAČ - KPMG

KONFERENCIA O INOVÁCIÁCH PROCESOV V AUTOMOTIVE

Automotive Innovation Slovakia – štvrťročník Zväzu automobilového priemyslu SR, elektronický časopis o výskume, vývoji a inováciách v automobilovom priemysle na Slovensku.

Vydanie:1/2016, február 2016ISSN 1339-8377

Šéfredaktor: Ing. Vladimír Švač, PhD. (vsvac@kpmg.sk)

Členovia redakčnej rady: Ing. Martin Morháč (martin.morhac@sova.sk) prof. Ing. Milan Kováč, DrSc. (milan.kovac@tuke.sk) Ing. Jaroslav Holeček, PhD. (jholecek@zapsr.sk)

Jazyková korektúra:DivydMedia

Obálka foto:123RF

Adresa redakcie: Automotive Innovation Slovakia Zväz automobilového priemyslu Slovenskej republiky Bojnická 3, 831 04 Bratislava

Rozhovor

foto: medzikoľajový absorbér hluku