استفاده از مواد کامپوزیت در صنعت خودرو

 

افزایش مدل، بهبود عملکرد به همراه حفظ امنیت، کیفیت و سوددهی، از مواردی است که در صنعت خودروی امروز مورد توجه قرار می گیرد.

با توجه به موارد فوق، توسعه مواد و فرایندهای تولید جدید ضروری بنظر می رسد.توسعه علم مواد طی ۲۰ سال گذشته فرصتهای بسیاری را برای صنعت ایجاد کرده است. معرفی مواد جدید این امکان را فراهم ساخته است که صنعت بتواند با افزایش محصول، بهینه کردن عملکرد و در بسیاری از موارد، بهبود امنیت و روشهای مدیریت محیط زیست، درهای توسعه را به روی خود بگشاید.

عمده ترین عوامل محرک ایجاد تکنولوژی های جدید عبارتند از قیمت، امنیت، کیفیت، ایجاد سبک جدید، اقتصاد سوخت، عملکرد بهینه، راحتی و قابلیت بازسازی. بدون شک امروزه فشار زیادی از طرف مصرف کنندگان بر تولیدکنندگان خودرو برای کاهش مصرف سوخت وارد می شود. مهمترین روش کاهش مصرف سوخت، کاهش وزن خودرو است. ۱۰ درصد کاهش وزن خودرو، حدود ۵/۵ درصد مصرف سوخت را کاهش می دهد. به بیان دیگر، ۹۱ کیلوگرم کاهش در وزن خودرو، بازدهی سوخت را به میزان تقریباً ۴۳/۰ کیلوگرم بر لیتر افزایش می دهد.

اگر چه خواست مشتری و قوانین دولتی محرکهایی برای ایجاد تکنولوژی جدید می توانند باشند، اما رقابت نیز تعیین کننده است. بیشترین عامل رقابتی، تولید خودرویی است که هم خواسته های مشتریان را برآورده کند و هم استانداردهای وضع شده را ولی با ارزانترین قیمت. ذکر این نکته ضروری است که کاهش قیمت فقط شامل مواد بکار رفته نمی شود بلکه روشهای تولید، و چرخه های بازیابی را نیز شامل می شود.

کامپوزیت از جمله مواد جدیدی است که می تواند خواستهای خودروسازان را در موارد فوق برآورده کند. اما یکی از موانع بکارگیری کامپوزیتها در صنعت خودرو، هزینه بالای مورد نیاز در بخش تحقیق و توسعه مربوط به آن می باشد.

نکته دیگر آنکه خودروها یکی از منابع آلاینده محیط زیست می باشند که چه در حین مصرف (تولید گازهای گلخانه ای) و چه پس از دوره عمر (قطعات غیرقابل بازیافت) باعث آلودگی محیط زیست می گردند. بر این اساس سیاست های توسعه ای کشورهای پیشرفته به نحوی شکل گرفته که صنایع خودروسازی را در جهت توسعه و کاربرد کامپوزیت های قابل بازیافت تشویق نماید.

امروزه صنعت خودروسازی از تکنولوژی کامپوزیت (مواد مرکب)، در جهت کاهش وزن و افزایش عمر خودروها استفاده می کند و انتظار می رود در خودروهای آینده کامپوزیت ها بخش بزرگی از خودرو را تشکیل دهند. با این حال این تکنولوژی در کشور ما چندان توسعه نیافته است.

در کشور ما به علت تحولات جهانی در صنعت خودرو، توجه به تکنولوژی کامپوزیت افزایش یافته است. اما هنوز استفاده از قطعات کامپوزیتی در صنایع خودروسازی کشور بیشتر جنبه تقلیدی دارد تا استفاده آگاهانه و هدفمند. به همین دلیل برخی از کارشناسان معتقدند استفاده از کامپوزیت در صنعت خودروی کشور ما جذابیت خود را از دست داده و گزینه مناسبی نمی باشد.

آنها معتقدند کامپوزیت با اهداف کلانی که ما در صنایع خودرو به دنبال آن هستیم، یعنی پیشرفت و رسیدن به سطح قابل رقابت با شرکتهای خودروسازی خارجی، سنخیتی ندارد و نیاز واقعی صنعت خودرو ما در حال حاضر کامپوزیت نیست. آینده کامپوزیت در خودروسازی ایران معلوم نیست حتی ممکن است ظرف ۵ سال آینده استفاده از کامپوزیتها محدودتر از این هم شود؛ به عنوان مثال اوایل داشبوردها SMC بودند اما در حال حاضر از ABS ساخته می شوند. قطعه تقویتی سپر خودرو سمند نیز درحال حاضر GMT است در حالی که قبلا از ناودانی ساخته می شد و ارزانتر بود. تنها مزیت GMT سبک بودن آن است و از نظر طول عمر و دوام در مقایسه با فولاد ضعیفتر است.

توسعه تکنولوژی های نوینی نظیر تکنولوژی کامپوزیت در ایران بسیار زمانبر است زیرا راهی است که کشورهای پیشرفته حدود ۲۰ سال پیش شروع کرده اند و حال به نتیجه رسیده اند. ممکن است ظرف چند سال آینده تکنولوژی برتر و جدیدی جایگزین شود در حالی که ما هنوز در اول راه هستیم و باید این روش را نیز رها کنیم و به دنبال آن تکنولوژی جدید برویم.

در کشورهای بزرگ صنعتی بعد از استفاده بهینه و بهره برداری از دستگاه آنها را از رده خارج می کنند و وقت و هزینه صرف تعمیر و نگهداری آن نمی کنند بلکه آنرا به کشورهایی نظیر کشور ما می فروشند.

یکی دیگر از مشکلات عمده صنعت کامپوزیت تهیه مواد اولیه است که باید عمدتاً از خارج کشور وارد شوند و تولیدکنندگان داخلی قادر به تولید آن نیستند.با اینکه تا چند سال قبل استفاده از کامپوزیتهای SMC وGMT در کاربردهای اتاقک موتور(Under the hood) از مقبولیت خاصی برخوردار بودند، امروزه بدلیل حجم سرمایه گذاری بالا، بالا بودن دورریز مواد و غیره جایگاه خود را بشدت از دست داده اند و تکنولوژی های رقیب مانند آمیزه کاری مستقیم(Direct compounding) جای آنها را گرفته اند. امروزه به ندرت می توان در توسعه خودروهای جدید، قطعات کامپوزیتی به مفهوم متداول آن را یافت و سمت و سوی صنعت خودرو در زمینه استفاده از کامپوزیتها به موارد خاص سوق پیدا کرده است. تکنولوژی برتر دنیا در زمینه کامپوزیت، تکنولوژی ترکیبی (Hybrid Technology) است، در این تکنولوژی یک تقویت کننده (Insert) فلزی را در داخل قالب قرار می دهند و پلیمر مذاب را روی آن تزریق می کنند. قیمت ارزانتر، کاهش وزن و عدم نیاز به جاسازی محل مونتاژ قطعات از مزایای این روش است.

اما مشکل اصلی گرانی تکنولوژی های جدید می باشد که انتقال آنها را مشکل می کند؛ از سوی دیگر این تکنولوژی تنها در کشورهایی تولید می شود که دارای پیشینه زیادی در این زمینه می باشند و صحبت کردن از تولید این تکنولوژی در ایران به این زودی ها امکان پذیر نیست.ما تنها از دستاوردهای کشورهای دیگر استفاده می کنیم و تولید تکنولوژی نداریم و یا اگر داریم بسیار محدود است. شاخص های مورد نیاز برای رشد و توسعه تکنولوژی را جایی تعیین می کنند که پایه های تکنولوژی در آنجا رشد کرده و محکم شده است. در کشور ما که در آغاز راه است، تعیین شاخصها بر عهده دانشگاه است؛ و بنابراین همکاری تنگاتنگ دانشگاه و صنعت در این زمینه لازم و ضروری است.

دکتر شریعت¬پناهی، عضو هیات علمی دانشگاه تهران، در گفتگو با دفتر مطالعات توسعه تکنولوژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، به مزایا و معایب قطعات کامپوزیتی خودرو اشاره کرده و به تشریح موانع گسترش این تکنولوژی در صنعت خودروی ایران پرداخته است:

دکتر شریعت پناهی عمده ترین دلیل عدم اشتیاق خودروسازان داخلی به استفاده از تکنولوژی های نو را ماهیت غیررقابتی بازار و دولتی یا نیمه دولتی بودن این صنعت دانست و یادآور شد که صنایع معمولاً به یکی از دلایل سه گانه زیر در زمینه تکنولوژی های نو سرمایه گذاری می کنند:

۱. تقاضای بازار: بدین معنی که تولیدکننده برای حفظ سهم خود از بازار ناگزیر است به خواستها و سلیقه های مشتری تن در دهد و برای این کار نیازمند استفاده از فناوری های جدید برای ایجاد و یا ارتقای ویژگی های مورد نظر مشتری است.

۲ مقررات دولتی: که صدور مجوز ورود محصول به بازار را منوط به رعایت استانداردهای خاصی نظیر استانداردهای زیست محیطی و یا ایمنی می نماید.

۳ نیاز به کسب و یا حفظ برتری تکنولوژیک: به ویژه در عرصه های استراتژیک (نظیر صنعت نفت) و یا عرصه های دفاعی.