Új generációs anyagokat hoznak létre – Egyedülálló kutatás Szombathelyen
Az Eötvös Loránd Tudományegyetem Savarai Egyetemi Központban számos újító projekt fut párhuzamosan: ezek közé tartozik az egyik leginnovatívabb műszaki kutatás, amely hivatalosan az EFOP-3.6.1-16-2016-00018 nevet viseli. Ennek a projektnek az egyik szombathelyi munkacsoportját vezetik dr. habil. Kollár László és dr. habil. Sidor Jurij egyetemi docensek, a Savaria Műszaki intézet munkatársai; utóbbi oktatóval beszélgettünk a SEK-en végzett, előre mutató fejlesztésekről.
A projekt leírása az „Innovatív gyártástechnológiák, energetikai alkalmazások és széles skálájú mikroszerkezet meghatározó módszerek alkalmazása” keveset mond a laikus érdeklődőknek, Sidor Jurij azonban lendületesen fordítja le a hétköznapok nyelvére a jelentős forrásokat is felhasználó kutatás folyamatát és jelentőségét. Az egész munkacsoport, amelyben Kollár László az energetikával kapcsolatos szekcióért felel, közös nevezője, hogy energiatakarékos és fenntartható technológiákat állítsanak elő: az oktató az autóipar kihívásain keresztül mutatta be a gyakorlati megvalósítást.
Ha szeretnék megalkotni egy gépkocsit, amely hat liter helyett csak három liter üzemanyagot fogyaszt, akkor logikus lépés, hogy csökkenteni kell a jármű súlyát; az acél alkatrészek és elemek helyett használjunk inkább alumíniumot, hiszen háromszor könnyebb fém! Az alumínium viszont, annak ellenére, hogy lágyabb anyag, kevésbé képlékeny és nehezebben alakítható, mint az acél: az autóipar is nehezen formálja repedések és egyéb károsodások nélkül „saját képére” ezt a fémet. A Szombathelyen futó projekt ennél a problémakörnél kapcsolódik be a megoldás keresésébe és próbálja megválaszolni a felmerülő kérdéseket: hogyan lehet új gyártási eljárásokkal javítani egyes anyagok, főként az alumínium, szükséges tulajdonságait, úgy, hogy minden tekintetben kedvezőbbé váljon?
Az ipari termelés régóta ismer olyan technikákat, amelyekkel egy-egy tulajdonság (szilárdság, képlékenység, stb.) hatékonyan növelhető, de egy szélesebb spektrum biztosítása már komoly gondokat okozhat a hagyományos eljárásoknak, sőt, többnyire képtelenek is rá. Sidor Jurij, akit hasonló külföldön végzett kutatásai is segítenek, és SEK-es oktatókból álló csapata ezen eljárások és technológiák kiváltásán vagy megújításán dolgozik: a csapat stratégiája, hogy nem hagyományos módokon gyártják le a termelésben is előállított elemeket, alkatrészeket. Ez a terület „terra incognita”: meglepő, de napjainkban sem ismerjük a mindennapokban is elterjedt és használt anyagok összes jellemzőjét és a bennük rejlő kiaknázatlan lehetőségeket.
A nehézipar egyik alapvető technológiája a fémek és ötvözetek megmunkálásában a hengerlés (két hengerfej alakítja ki a nyersanyagból a következő állomást jelentő lemezt); a SEK oktatói többek között ezt a hagyományos utat kísérlik meg újra bejárni és kiszélesíteni: mi történik, ha nem egyforma, hanem aszimmetrikus hengerlési technológiával végezzük el a munkát? Mi lesz, ha az egyik henger gyorsabban vagy másképpen forog? Milyen tulajdonságokat fedezünk fel, ha ezeket a változtatásokat fokozzuk?
Az egyszerűnek hangzó módosítások olyan gyakorlati kihívásokkal járnak, amelyekre legtöbben nem is gondolnának: a fentebb említett próbákra és kutatásokra alkalmas gépek nem is léteznek a nehézipar piacán, lehetetlen beszerezni őket, így részint az egyetem gépészmérnökei és oktatói tervezik őket, sőt le is gyártják egy-egy elemüket; természetesen speciálisan a projekt igényeihez igazítva a majdani eszközöket. A hengerléssel való kísérletezés azonban csak egyetlen egy lépés: a hőkezelés eljárásaiban, például a hevítés sebességének manipulálására sincsenek olyan általánosan használt eszközök, amelyek kiszolgálhatnák a SEK-es kutatást; szintén az oktatók tervezik jelenleg is azt a kemencét, amely 10-15 Celsius/másodperc helyett 1000 Celsius/másodperc hevítési sebességet is tud produkálni!
A különböző innovatív eljárások lehetőségének megteremtése után kezdődik el a kutatás, azon szakasza, amely során kombinálják a technológiákat és folyamatosan mérik és vizsgálják az eredményeket. A végső cél, hogy olyan alkalmazható tudást és modelleket gyűjtsenek össze, amelyek az egész ipar hasznára válnak: a fenti, gépkocsis példára visszautalva, akár az alumínium tulajdonságainak és határainak kitolásával, amelynek számtalan gyakorlati haszna lenne. Ezeket az eredményeket a kutatók reményei szerint idővel a nagyipari termelés is átveheti, és forradalmasíthatja a gépjárműgyártás fenntarthatóságát.