Niskie poziomy wód na Renie, Dunaju i Odrze poważnie wpływają na żeglugę śródlądową i mają tym wyraźniejsze skutki dla rozwoju koniunktury, im dłużej się utrzymują. Dalsze pogłębianie torów wodnych jest kontrowersyjne z powodu ich wpływu na środowisko, a przeniesienie transportu ciężkiego na drogi nie jest możliwe w przypadku wielu towarów i szczególnie obciążonych mostów oraz odcinków dróg wymagających remontu. Bardziej zrównoważone jest podejście do konstrukcji statków: zmniejszona waga oznacza mniejszy zanurzenie i tym samym możliwość transportu towarów, nawet gdy inne statki grożą osadzeniem się na dnie.
Na przykład ściany i pokłady statków w konstrukcji sandwich mogą umożliwić znaczne oszczędności wagi, które w przypadku niskiego poziomu wody mogą zwiększyć zdolność ładunkową w porównaniu do netto wagi statku o nawet 30 procent - lub przy tej samej ładowności tolerować niższe poziomy wód.
Konstrukcja sandwich z lekkim rdzeniem z pianki aluminiowej
W takiej konstrukcji sandwich pianka aluminiowa jest umieszczana między dwiema cienkimi blachami stalowymi lub aluminiowymi. Pianka aluminiowa to ultralekki metalowy materiał strukturalny o gęstości znacznie poniżej jednego grama na centymetr sześcienny. Podstawowa zasada produkcji pianki aluminiowej jest podobna do ubijania ciasta:
Do proszku aluminiowego dodaje się proszek gazotwórczy (np. hydryd tytanu), który podczas podgrzewania uwalnia gaz, najczęściej wodór. Powstające pęcherzyki gazu rozprzestrzeniają się w ciekłym aluminium i powiększają je do struktury piankowej. W procesie spieniania pianka aluminiowa łączy się z metalowymi blachami pokryciowymi w metalowym połączeniu. Do produkcji kompozytów nie jest potrzebny żaden klej - to duża zaleta przy późniejszym recyklingu. Następnie pianka jest schładzana i twardnieje, dzięki czemu porowata struktura pozostaje trwale zachowana.
Efektem jest materiał z wieloma zamkniętymi porami, który jest bardzo lekki. W Fraunhofer IWU opracowywane są konstrukcje z pianki aluminiowej, na przykład dla maszyn narzędziowych lub obudów akumulatorów trakcyjnych w samochodach elektrycznych.
Dr Jörg Hohlfeld, kierownik grupy pianki metalowej w Fraunhofer IWU, podkreśla, że takie konstrukcje sandwich są również doskonałe do zewnętrznych powłok statków i nadbudów:
»Przy około 30 procentach mniejszej wagi w porównaniu do tradycyjnej stali okrętowej nie ustępują dotychczasowym blachom stalowym pod względem sztywności.«
Lekki i sztywny rdzeń z pianki aluminiowej ma za zadanie utrzymać blachy w stałej odległości i tym samym zachować sztywność zginania konstrukcji sandwich. Zewnętrzne blachy przyjmują działające obciążenia i przekazują je dalej. Z punktu widzenia produkcji badacze nie widzą nieprzezwyciężonych przeszkód: równomierne rozmieszczenie struktury porowej w rdzeniu piankowym jest obecnie również dobrze opanowane w przypadku dużych elementów, można zapewnić powtarzalne właściwości. Konstrukcje sandwich można wytwarzać w większych wymiarach (np. 2,0 m x 1,5 m) i łączyć w duże zespoły za pomocą powszechnie stosowanych metod spawania (np. MAG).
Nieco wyższe koszty materiałowe i procesowe przy produkcji konstrukcji sandwich w porównaniu do konwencjonalnych blach stalowych powinny być w budownictwie okrętowym więcej niż zrekompensowane przez korzyści ekonomiczne i ekologiczne - ponieważ okresy z małymi opadami i niskimi poziomami wód znacznie wzrosły w ostatnich latach.
Kontakt:
