Vasárnap - az Új Szó magazinja, 1990. január-június (23. évfolyam, 1-26. szám)
1990-01-12 / 2. szám
i/asárnap TU DOMÁNY ......;; TE CHNIKA A szerkezeti anyagok tulajdonságaitól döntő mértékben függ a termékek használati értéke és a termelés gazdaságossága. Ezért az egész világon nagy figyelmet fordítanak az új anyagok kifejlesztésére. Emellett a hagyományos anyagok tulajdonságait is állandóan javítják, s az új anyagokkal együtt ezek javított változatait is a progresszív anyagok csoportjába soroljuk. A teljesen új anyagok, vagyis az új ötvözetek, a kompozitok, szerkezeti kerámiák, elektronikai és szupravezető anyagok jelenleg az anyagok világpiaci forgalmának mintegy 2 százalékát adják, de ez az arány 10 év alatt feltehetően 7-10 százalékra növekszik. A hagyományos anyagok tehát megőrzik eddigi szerepüket, éppen ezért a tulajdonságaik javítására kell megkülönböztetett figyelmet fordítani. Az acéllemezeknél például fontos követelmény a tartós ellenállás A szakemberek véleménye megegyezik abban, hogy a kővetkező évtizedben a műanyagok műszaki alkalmazása a feldolgozóipar számos ágazatában jelentősen elterjed. Elsősorban a poliuretánok növekvő felhasználásával számolnak, amelyek jelenleg a műanyagok piacán 10-15 százalékos arányt képviselnek. A kutatás és a fejlesztés főleg arra irányul, hogy a speciális műanyagok 300-500 °C hőmérsékleten is megőrizzék mechanikai tulajdonságaikat, s javuljon a felületi keménységük. Az alapvető változások elérése érdekében szilícium-, kén- és nitrogénláncolatú polimerek kifejlesztésével is próbálkoznak. A műanyagok piacán a műszaki fejlesztés kiélezi a versenyt a hagyományos termelők és az alkalmazásban érdekelt társaságok között, amelyek saját fejlesztési részlegei egyre több újdonsággal jelentkeznek. Az ilyen cégek, mint például az A kutatási eredmények a piaci viszonyokat is változtatják a korrózió pusztító hatásának, ezért a gépkocsi-karosszériák gyártásánál előtérbe kerülnek a mikroötvözött, cinkkel és cinkötvözetekkel galvanizált, jól alakítható és emellett ütésálló anyagok. Az ilyen anyagoknál további minőségi mutató a zárványmentesség. Az anyagok zárványmentességének az ellenőrzése a francia fémmegmunkáló iparban 30-60 százalékkal növeli a munkatermelékenységet. A nemvasfémeknél elsősorban a lítiumos alumíniumötvözetek ipari gyártásának bevezetése tekinthető fontos lépésnek. Ezek mintegy 20 százalékkal könnyebbek a repülő- gépgyártásban eddig használt ötvözeteknél, s a gépkocsi-alkatrészek nyomásos öntéssel végzett gyártásánál csaknem 40 százalékos tömegcsökkentést tesznek lehetővé. Az új anyagok bevezetésénél két alapvető szempont különböztethető meg: az ipar egyik részében az új anyagok tulajdonságait veszik figyelembe, főleg a különleges célokra való alkalmazhatóságukat, míg az ipar másik részében azt mérlegelik, hogy az új anyagok bevezetésével milyen megtakarításokat lehet elérni. Az első csoportba tartozik például a repülőgépgyártás és az űrtechnikai ipar, ahol elsősorban a megbízhatóság számít, s az árnak nincs jelentősebb szerepe, a második csoportot gondosan mérlegelik, hogy a hagyományos anyagok helyettesítése milyen gazdasági előnyökkel jár. Többek között a gépkocsigyártás is ide tartozik. Az új anyagok magas ára rendszerint jelentősen korlátozza a gyakorlatban való elterjedésüket. Ezek általában drága nyersanyagokból készülnek, s alkalmazásuk nehezen illeszthető be a megszokott technológiái folyamatokba. Ennek ellenére már jelenleg is vannak kedvező eredmények. A Citroen cég például a szerkezeti műanyagok és a kompozitok felhasználásával a BX modell tömegét mintegy 40 százalékkal csökkentette, ami jelentős üzemanyag-megtakarítással is jár. A repülés, az űrkutatás, a rakétatechnika rohamos fejlődése sietteti napjainkban a kompozitokkal kapcsolatos kutatásokat. A kom- pozit egyik alkotóeleme az igen nagy szilárdságú szálas erősítő- anyag, a másik része a szálakat összefoglaló kötőanyag, szakmai néven a mátrix. Az erősítők lehetnek szénszálak vagy aromás poli- amid szálak, mint pl. a kevlar. A kötőanyag lehet fém, kerámia, de manapság már 95 százalékban műanyagokat alkalmaznak. Az új kompozitok kutatása és gyártása Aerospatial, az M. B. B. és a S. £. P. repülőgépgyártó társaságok, amelyek bizonyos időelőnyhöz jutottak az új anyagok kifejlesztésében, most licencek eladásával igyekeznek hasznosítani eddigi befektetéseiket, vagy különböző vegyipari és más cégekkel társulnak a fejlesztési eredmények gyakorlati felhasználására. Ez a verseny főleg a gépkocsiiparban nyilvánul meg, ahol csak a legkiválóbb minőséget garantáló vegyipari és más feldolgozóipari cégek juthatnak szóhoz. Ebben a helyzetben a gyártásszakosítás is elmélyült, az egyes cégek igyekeznek néhány kiemelt termékújdonságra összpontosítani a termelést. Csupán a legnagyobb vegyipari cégek több mint ötféle új műanyag gyártásával foglalkoznak, mint például a BASF és a Solvay. Egyes cégek (Dupont de Nemours, ATOCHEM, Bayer, General Electric Plastics( a műanyag alapötvözetek, mások pedig a különleges minőségű műszálak fejlesztését és gyártását helyezték előtérbe. Az új polimerizációs technológiai eljárások egyes világcégek számára (Akzo, ICI, Bayer, Shell) lehetővé tették az olyan hőre lágyuló műanyagok gyártását és forgalmazását, amelyek különböző hagyományos anyagok helyettesítésére is alkalmasak. Ide tartoznak például az áramvezető műanyagok. A termelés sokoldalúságát csak az olyan közismert vegyipari cégek tudták megőrizni, mint például a Hoechst, a Rhőne-Poulenc és a Saint Gobain. A kompozit anyagok területén a termékek 90 százaléka üvegszál erősítésű, a kevlar típusú aramid szálak elterjedését a magas ár akadályozza. A kompozit anyagok ára általában négyszer magasabb a hagyományos anyagokénál, ezért alkalmazásuk csak akkor fizetödik ki, ha ez a különbség a technológiai folyamatokban, például a pontos méret megmunkálás nélküli elérésével megtérül. Az utóbbi időben a kerámiaanyagok kutatása is gyors fejlődésnek terén az ember ma már számítógépekre támaszkodik, így születik az „intelligens“ kompozitanyag, melynek összetételét, rétegződését, morfológiáját számítógéppel tervezik. indult. Egyes új típusú kerámiaanyagok, például az YBaCuO típusúak fontos szerephez jutnak a szupravezetés ipari méretű alkalmazásában. Ami a szerkezeti kerámiát illeti, ezeknél a ridegség, a törékenység csökkentése jelenti a legnagyobb gondot. Az élenjáró kutatóintézetek laboratóriumaiban ezt a problémát a fémek és a kerámia egyesítésével próbálják megoldani. A legegyszerűbb eljárásnak a két komponens összeragasztása bizonyul, ami lehetővé teszi a kerámia magas hőmérsékleten való alkalmazását. Ez egyébként is a legfőbb szempont ezeknél az anyagoknál. Nagy jövője lehet a fémek és a kerámia diffúziós összekötésének is, ami magas hőmérsékleten és nagy nyomás alatt egy harmadik fém közbeiktatásával történik. Ezzel az eljárással gyártják például az új típusú Na/S villamos elemeket is, amelyek sokkal kisebb tömegük mellett sokszorosan nagyobb teljesítményt nyújtanak. A kerámia a nyolcvanas évek első felében egyes motoralkatrészek gyártásában is érvényesülni kezdett. A szilícium-nitrid például izzítógyertyák szigetelőanyagaként jól bevált az Isuzu, a Mitsubishi, a Caterpillar és a Toyota cégeknél, s a Toyota, az Isuzu és a Mazda cégek már az égéskamrát is ebből az anyagból készítik. A Mitsubishi és a Nissan cégek bevezették a kerámiabetétes szelephimbák alkalmazását, a Porsche cég pedig a kipufogócsö gyártásához használta fel a szilícium- nitrid kerámiát. A teljes kerámiamotor gyártása egyelőre jelentős műszaki és pénzügyi akadályokba ütközik. Az új technológiára való átmenet óriási költségekkel járna, főleg a gépsorok kicserélése szempontjából, ezért az autógyártó cégek többsége nem mutat túl nagy igyekezetét erre a vállalkozásra. Eddig a kutatási munkák eredményei sem voltak nagyon kedvezőek. Az Egyesült Államokban a Departement of Energy irányítása alatt 1979-ben kezdődtek el AGT 100(Advanced Gas Turbine) jelzésű program kutatási munkái, azzal a céllal, hogy az új gépkocsimotor a környezetvédelmi szabványok megtartása mellett 35 százalékos üzemanyag-megtakarítást tegyen lehetővé. Ezt 1300°C-os hőmérsékletű égéstérben kellett volna elérni. A kutatási programot 1986-ban fejezték be, de a kitűzött célokat nem sikerült elérni. Habár a motor minden belső részét kerámiaréteggel vonták be, ennek ellenére a turbina rotorja 1200 °C-os hőmérsékleten 90 órás üzemeltetés után darabokra tört, s a sztator is megsérült. Jelenleg a kutatási eredmények továbbfejlesztése keretében az AT- TAP (Advanced Turbine Technology Application Project) program végrehajtása folyik, amelyre 5 évre elosztva 50 millió dolláros költségvetési keretet biztosítottak. A fejlesztés elsősorban az alkatrészek nagyobb megbízhatóságának az elérésére irányul, de minden jel arra mutat, hogy a keramikus gázturbinák az ezreforduló előtt nem kerülnek kereskedelmi forgalomba. Az eredeti terv szerint már 1990-ben 100-200 ezer kerámiamotort kellett volna gyártani, aminek szintén nincs valószínűsége. Egyelőre csak arról lehet szó, hogy a motor egyes részeinél alkalmazott kerámiabevonatok szükségtelenné tegyék a vízhűtéses rendszer alkalmazását. JAN KOMÁREK amely a tervezőmérnökök számára az adotf szerkezethez a legmegfelelőbb kompozitokat ajánlja. A repülőgépiparban, az autógyártásban, valamint a sportszerek gyártása területén egyaránt INTELLIGENS KOMPOZITOK A Zbrojovka Vsetín konszernvállalatban a hatvanas évek eleje óta több mint 80 ezer pneumatikus szövőgépet gyártottak. Ezeknél a gépeknél, amelyek a vetüléket levegővel juttatják be, a kutatás és a fejlesztés az utóbbi évek folyamán főleg a kényelmesebb kezelhetőségre, valamint a mikroprocesszoros irányítórendszer alkalmazására irányult. Az elektronikus vezérlés lehetővé teszi a vetülék színeinek meghatározott program szerinti változtatását. A JETTIS pneumatikus szövőgépek sorozatából a legújabb típusú gépek közé tartozik a JETTIS 190 NFBL R2C, a JETTIS 280 NFBL R4C, valamint a JETTIS 190 NFA. Ezek a gépek finom pamutanyagok szövésére, valamint pamut és szintetikus kevert fonalak feldolgozására alkalmasak. A felvételen az elmúlt évi brnói nemzetközi gépipari vásáron is bemutatott JETTIS 190 NFA pneumatikus szövőgép látható, amely 190 vagy 240 cm szélességben készít maximálisan 220 g/rrf tömegű selyemszöveteket. A gép működését villamos berendezés ellenőrzi, s fényjelzések figyelmeztetnek az esetleg előforduló hibákra. A készülő szövet hosszát számítógép méri, amely előre beállítható a szükséges mennyiségre, s a feladat teljesítése után a gép működését leállítja. J. S felvétele Érdekes feladatok Hogyan juthatunk ki a rejtélyes labirintusból? Egy görög monda szerint Kréta szigetén Minosz király félig ember - félig bika alakú fia számára Daida- losz készített egy labirintust. A Mino- taurosz nevű szörny ebben az útvesztőben élt, és számára görög lányokat és ifjakat áldoztak rendszeresen. A hős Theszeusz elhatározta, hogy megszabadítja országát ettől a csapástól. Úgy döntött, hogy megöli Minotauroszt. Ehhez azonban erődítményében kellett felkeresnie, ami veszélyes vállalkozás volt, ugyanis addig még soha senki sem talált ki ebből az útvesztőből. Minosz király leánya azonban szerette Thé- szeuszt, adott neki egy gombolyagfo- nalat. A fonal végét Thészeusz a labirintus bejáratához erősítette, hogy a Minotaurosz legyőzése után kitaláljon az útvesztőből. Hála a királylány ötletének, vállalkozása sikerrel járt. Most megadunk egy általános eljárást, melynek segítségével egy tetszőleges labirintus minden helyiségét bejárhatjuk és visszafelé is kitalálhatunk. Az eljárás előnye, hogy könnyen programozható, s aki számítógéppel rendelkezik, egy nagyon érdekes játékot készíthet magának. Tegyük fel, hogy ehhez rendelkezésünkre áll egy kréta, egy ceruza, egy füzetlap, egy radírgumi és egy lámpás. Lépjünk be a labirintus első helyiségébe, jelöljük meg ennek a helyiségnek a falait krétával az 1-es számmal és a füzetlapra is írjunk egy egyest. Utána menjünk be a labirintus következő helyiségébe, melynek falait kettes számmal jelöljük, s a füzetlapra is írjunk az egyes után egy kettest. Ezt így folytatjuk tovább, amíg egy olyan helyiségbe nem kerülünk, ahonnan nem juthatunk tovább. Ezt a helyiséget is a soron következő számmal jelöljük, de ezt a számot a papírlapra nem írjuk fel, vagy ha már felírtuk, akkor töröljük (kiradírozzuk). Ezután visszamegyünk abba a helyiségbe, ahonnan ide jutottunk, s ugyanúgy folytatjuk a munkát, mint eddig, de vigyázzunk arra, hogy a helyiségek falain a jelzéseket mindig meghagyjuk. Ezzel az eljárással bejárhatjuk a labirintus összes helyiségét, s a füzetlapon szereplő számok segítségével bármikor vissza tudunk jutni. DR. FILAKOVSZKY KATALIN Honnan szerezhetők be a műholdvevő antennák? A francia Aerospatiale Division Avions gyár és az EDIA (Mesterséges Intelligenciákat Fejlesztő Társaság) szakemberei közösen dolgozták ki a Mac Drap nevű, szoftverre írt szakértőrendszert, nagyok az elvárások a kompozitok iránt, főleg a sűrűségük, a szakítószilárdságuk és a rugalmasságuk szempontjából. A repülőgépiparban eddig csak a repülőgépek padlóját készítették szénszálas A műholdas műsorszórásról közölt cikkeink után többen is érdeklődtek szerkesztőségünknél a vételhez szükséges antennák, illetve komplett berendezések beszerzési lehetőségei iránt. Az Amatérske rádió folyóiratban található adatok szerint a szóban forgó berendezéseket a Tuzex műszaki elárusítóhe- lyei csehszlovák koronáért is árusítják. A Salora cég 1,8 m átmérőjű parabolikus antennája például műanyagból. Napjainkban már a sárkányszerkezetekbe is beépítenek ilyen anyagokat. Újabban az Airbus 6 m magas farokkormányát sem alumíniumból, hanem szénszálas műanyagból gyártják, ami 20 százalékos súlycsökkentést eredményezett. A kompozit alkalmazásának egyik előnye az is, hogy az adott esetben az alumíniumlemezek összeszereléséhez szükséges 50 ezer szegecs helyett elegendő volt 8000 kötőelemet alkalmazni. (Technika) 15 100, az 1,5 m átmérőjű antennája pedig 11 530 koronába kerül. Ehhez természetesen még további tartozékokra van szükség, az állvány és a tartószerkezet ára 5970, a konverteré pedig 15 700 korona. Egy Salora televíziós vevőkészülék ugyanitt 26 300 koronába kerül. Más típusú műholdvevő berendezések és ezek tartozékai a Tuzex üzletekben csak devizáért rendelhetők meg. Az említett berendezéseken kívül bizonyára a hazai termékek is rövidesen megjelennek a piacon. A Tesla Orava vállalat például az idei Prágai Interkamera kiállításon már bemutatta műholdvevő berendezését, s a náchodi Kovodruzstvo szövetkezetben is elkezdték a gyártást. A komplett berendezést körülbelül 25 ezer koronáért hozzák forgalomba. A kereslettel összhangban bizonyára más vállalatok is bevezetik majd a műholdvevő berendezések gyártását. Egy vásári szórólap alapján hozzátehetjük még, hogy a Magyarországon gyártott H-SAT műholdvevő antennákat és alkatrészeket a Kisipari Termeltető Vállalat exportálja (1052 Budapest, Tanács krt. 24. Tel: 117 6822). (-ai)
