Alacsony vízszintek a Rajnán, Dunán és Elbán súlyosan érintik a belvízi hajózást, és annál kifejezettebb hatásai vannak a gazdasági fejlődésre, minél tovább tartanak. A mélyebb hajózási medrek környezeti hatásai miatt vitatottak, a nehéz szállítmányok közútra való visszaterelése sok árucikk esetében nem lehetséges, és különösen a nagy terhelésű hidakat és felújításra szoruló útszakaszokat tovább terhelné. Fenntarthatóbb, ha a hajók tervezésénél kezdjük: a csökkentett súly kevesebb merülést jelent, így lehetőséget ad arra, hogy akkor is árukat szállítsunk, amikor más hajók zátonyra futnak.
Például a hajófalak és fedélzetek sandwich szerkezetben jelentős súlymegtakarítást tesznek lehetővé, amely alacsony vízállás esetén akár 30%-kal növelheti a nettó hajósúlyhoz képest a terhelhetőséget - vagy azonos terhelés mellett alacsonyabb vízszinteket tolerál.
Sandwich szerkezet könnyű alumíniumhab maggal
Egy ilyen sandwich szerkezetben alumíniumhabot helyeznek el két vékony acél- vagy alumíniumlemez között. Az alumíniumhab egy ultrakönnyű fémes szerkezeti anyag, amelynek sűrűsége jelentősen egy gramm alatt van köbcentiméterenként. Az alumíniumhab gyártásának alapelve hasonló a sütemény tésztájának felhabosításához:
Az alumíniumport egy habosító anyaggal (pl. titán-hidrid) keverik, amely melegítéskor gázt szabadít fel, általában hidrogént. A keletkező gázbuborékok eloszlanak a folyékony alumíniumban, és habos struktúrává duzzasztják azt. A habosítási folyamat során az alumíniumhab fémes anyagkapcsolatban összekapcsolódik a fém fedőlemezekkel. A kompozit gyártáshoz nem szükséges ragasztó - ez nagy előny a későbbi újrahasznosítás során. Ezt követően a hab lehűl és megszilárdul, így a porózus szerkezet tartósan megmarad.
Az eredmény egy olyan anyag, amely sok zárt pórust tartalmaz, és nagyon könnyű. A Fraunhofer IWU-nál alumíniumhabos konstrukciókat fejlesztenek például szerszámgépekhez vagy elektromos autók hajtóakkumulátorainak házához.
Dr. Jörg Hohlfeld, a Fraunhofer IWU fémhab csoport vezetője hangsúlyozza, hogy az ilyen sandwichek kiválóan alkalmasak hajók külső héjainak és hajóépítményeknek is:
»Körülbelül 30%-kal könnyebb a hagyományos hajóépítő acélhoz képest, és nem marad el a korábbi acéllemezek merevségétől.«
A könnyű és nyomásálló alumíniumhab mag feladata, hogy a lemezeket állandó távolságban tartsa, ezáltal megőrizve a sandwich hajlítószilárdságát. A külső lemezek felveszik az érkező terheket és elvezetik azokat. A kutatók szerint gyártástechnikai szempontból nincsenek megoldhatatlan akadályok: a pórusstruktúra egyenletes eloszlása a habmagban már nagy térfogatú alkatrészek esetén is jól kezelhető, reprodukálható tulajdonságok biztosíthatók. A sandwichek nagyobb méretekben (pl. 2,0 m x 1,5 m) előgyárthatók és általános hegesztési eljárásokkal (pl. MAG) nagyobb szerkezetekké összeilleszthetők.
A sandwichek gyártásának anyag- és folyamatköltségei a hagyományos acéllemezekhez képest valamivel magasabbak lehetnek, de a hajóépítésben a gazdasági és ökológiai előnyök ezt bőven kompenzálják - hiszen az elmúlt években a csapadékmentes és alacsony vízszintű időszakok száma jelentősen megnövekedett.
Kapcsolat:
