Segíthetünk?

Tudatos tervezéssel csökkenthető-e a „zöld műanyagok” autókba kerülésének költsége?

Az EU tervezett irányelvének értelmében jelentősen növelni kell majd az új gépjárművekbe építendő újrafeldolgozott műanyag alkatrészek arányát, ezzel jelentős kihívások elé állítva a műanyag- és autóipari szereplőket egyaránt. Vajon tudatos tervezéssel csökkenthető-e a zöld műanyagok autókba kerülésének költsége?

Az Európai Unió jelenleg készülő újrahasznosított műanyagokra vonatkozó irányelvének értelmében jelentősen növelni kell az új járművekbe építendő újrafeldolgozott műanyag alkatrészek arányát. Ez pedig komoly kihívások elé állítja a műanyagipari szereplőket. A szigorú autóipari minőségügyi elvárások és a jelenlegi újrahasznosítási lehetőségek viszonylag kis mozgásteret adnak és nehezítik a költséghatékony gyártást. A téma kihívásairól szó esett már többek között a legutóbbi közép-európai műanyagipari vállalatok találkozóján, a Central European Plastics Meeting 2023-on, illetve az Autopro Magazin egy korábbi cikke is foglalkozott vele. A megoldás minden bizonnyal összetett, hiszen az alapanyaggyártók, a feldolgozóipar szereplői, az újrahasznosítást végző vállalatok és a törvényhozó testületek közreműködése mind szükséges ezen célok eléréséhez. Ráadásul nem elhanyagolható az autógyártók (OEM-ek) és azok beszállítóinak szerepe sem. Egyik potenciális megoldás lehet az, ha már a tervezés fázisában törekszünk a fölösleges anyaghasználat elkerülésére, valamint könnyebben újrafeldolgozható anyagokat választunk, azzal csökkenthetjük a gyártási többletköltségeket.

Hogy kapcsolódik ide a mérnöki szimuláció?

A tervezési fázisban a mérnökök munkáját megkönnyítheti egy szilárdságtani, áramlástani, vagy éppen gyártásszimuláció. Az Econ Engineering mindegyik területen professzionális tudással áll a fejlesztők rendelkezésére. A különböző összetételű műanyagok, más-más anyagtulajdonságokkal bírnak, azonban ezt kihasználva, mérnöki szimulációk alkalmazásával rövid idő alatt virtuálisan tesztelhető egy-egy alkatrész viselkedésének változása különbözőalapanyagválasztás mellett. A numerikus számítások segítségével gyorsan azonosíthatók az alapanyagválasztásból vagy tervezési hiányosságból eredő problémák, legyen szó fémről, polimerről, vagy valamilyen kompozit anyagról. Megfelelő anyagválasztással és virtuális modellezéssel csökkenthetők a fejlesztési, előállítási és újrafeldolgozási költségek is, rövidülhet a fejlesztés időtartama és a piacra kerülési idő is. Ehhez azonban a szakmai felkészültségen túl megfelelő kommunikáció is szükséges a különböző ipari szereplők között.

A műanyag alkatrészek gyártása előtt fröccsöntés-szimuláció alkalmazásával már a korai tervezési fázisban biztosítható a folyamatok optimalizálása, az esetleges gyártási hibák feltárása, valamint a selejtszám minimalizálása. A tervmódosítások ekkor még könnyen elvégezhetők, támogatva a sikeres döntéshozatalt. A járművek alkatrészeit egyszerre több fizikai hatás is érheti. Több fizikai területet egybefoglaló szimuláció segítségével az összetett hatások kombinált vagy szükség esetén különválasztott eredményei is virtuálisan mérhetők, számtalan fizikai teszt költségét és idejét megspórolva.

A mérnöki szimulációs technológia így lehetővé teszi a piaci szereplők számára annak előrejelzését, hogy a különféle alapanyagú újrahasznosított műanyagtermékeik valós terhelési feltételek között megállják-e a majd helyüket.

A témához kapcsolódó adatok

Európában a műanyag-előállítás megközelítőleg 360 tonna/év, ennek 10%-a kerül autóipari felhasználásra és közel 40%-a csomagolóipar használja fel. A teljes termelés 32,5%-a kerül újrahasznosításra, aminek zömét a könnyen újrahasznosítható csomagolóipari műanyaghulladékok teszik ki. A készülő EU-s direktíva szerint 2025-re 10%, míg 2030-ra 25%-ban újrafeldolgozott műanyag alkatrészeket kell majd felhasználni az autógyártásban, ami a teljes műanyaghulladék újrahasznosításának arányát tekintve igen ambiciózusnak mondható. A kép árnyalásaként megjegyezhető, hogy az még nem tisztázott, hogy alkatrészenként egyesével, vagy az autó teljes műanyagtömegére vonatkoztatva lesz érvényes a fenti számsor.