Nizke vodostaje na Renu, Donavi in Elbi močno obremenjujejo notranje plovbe in imajo bolj izrazite posledice za gospodarsko razvoj, dlje ko trajajo. Nadaljnje poglabljanje plovnih poti je sporno zaradi svojih ekoloških vplivov, premestitev težkih tovorov na cesto pa ni mogoča pri mnogih dobrinah in bi še posebej obremenjenim mostovom in sanacijskim odsekom cest dodatno škodovala. Bolj trajnostno je, da se osredotočimo na konstrukcijo plovil: zmanjšana teža pomeni manjši potop in s tem možnost prevoza dobrin, tudi ko druga plovila ogrožajo plitvine.
Na primer, stene in palube plovil bi lahko v sandwich konstrukciji omogočile znatne prihranke teže, ki bi pri nizki vodi povečale nosilnost do 30 odstotkov v primerjavi z neto težo plovila - ali pa bi pri enaki nosilnosti prenašale nižje vodostaje.
Sandwich konstrukcija z lahkim jedrom iz aluminijaste pene
V taki sandwich konstrukciji je aluminijasta pena postavljena med dva tanka jeklena ali aluminijasta lista. Aluminijasta pena je ultralahka kovinska strukturna snov z gostoto, ki je bistveno pod enim gramom na kubični centimeter. Osnovno načelo proizvodnje aluminijaste pene je podobno kot pri penjenju testa za torto:
Aluminijastemu prahu se doda plinilo (npr. titanov hidrid), ki pri segrevanju sprošča plin, ponavadi vodik. Nastale plinske mehurčke se porazdelijo v tekočem aluminiju in ga napihnejo v penasto strukturo. V procesu penjenja se aluminijasta pena poveže z kovinskimi pokrovnimi listi v kovinskem stiku. Za kompozitno proizvodnjo ni potrebna lepila - velika prednost pri kasnejšem recikliranju. Nato se pena ohladi in strdi, tako da porozna struktura ostane trajno ohranjena.
Rezultat je material z mnogimi vključenimi porami, ki je zelo lahek. Na Fraunhofer IWU razvijajo konstrukcije z aluminijasto peno, na primer za obdelovalne stroje ali ohišja trakcijskih baterij v električnih avtomobilih.
Dr. Jörg Hohlfeld, vodja skupine kovinske pene na Fraunhofer IWU, poudarja, da so takšni sendviči tudi zelo primerni za zunanje lupine plovil in plovila:
»Pri približno 30 odstotkov manj teže v primerjavi s konvencionalnim jeklom za gradnjo plovil ne zaostajajo za dosedanjimi jeklenimi ploščami po togosti.«
Lahka in trdna aluminijasta pena ima nalogo, da ohranja plošče na konstantni razdalji in s tem ohranja upogibno togost sendviča. Zunanje plošče prevzamejo obremenitve in jih odvedejo. Proizvajalci ne vidijo nepremostljivih ovir: enakomerna porazdelitev porozne strukture v penastem jedru je zdaj dobro obvladljiva tudi pri velikih komponentah, reproducibilne lastnosti so zagotovljene. Sendviči se lahko predhodno izdelajo v večjih dimenzijah (npr. 2,0 m x 1,5 m) in z običajnimi varilnimi postopki (npr. MAG) združijo v velike sklope.
Malce višji materialni in procesni stroški pri proizvodnji sendvičev v primerjavi s konvencionalnimi jeklenimi ploščami bi morali v gradnji plovil biti več kot pokriti z ekonomskimi in ekološkimi prednostmi - saj so obdobja z malo padavinami in nizkimi vodostaji v preteklih letih znatno narasla.
Kontakt:
