Det fine med plast er at stoffet er lett, ofte rimelig og at det ikke ruster. Men MÅ platene håndlages med innlagte fibre for styrkens skyld? Nei. Oksidpulver er tingen.
Av Stein Bekkevold
Plast-komposittmaterialer er utviklet og serieprodusert gjennom mer enn seksti år for å skape høytytende materialer til avanserte produkter til lands, til sjøs og i luften.
Nå kommer plast styrket med oksider – og kombinerer de typiske egenskapene hos keramiske stoffer, metaller og polymere stoffer i et enkelt materiale – med fysiske egenskaper som er overlegne metallenes.
Hittil har serieproduksjon av styrkeplast nesten bare vært mulig med fiberforsterkede typer, noe som startet for alvor i den amerikanske lystbåtindustrien rett etter 2. verdenskrig. I Norge var det på 1960-tallet en plastbåtfabrikk i hver bygd og vi husker selskap som Fjordplast og Selco og en drøss andre …
Det er en utfordring i serieproduksjon at det å bruke fiberforsterket plast nesten alltid inneholder arbeidsøkter preget av forsinkende manuelt arbeid. Om vi kunne presse eller støpe biter av sterk plast like fort som vi nå presser dem av stål og aluminium ville vi kanskje kunne bygge billigere, lettere og evigvarende biler. Om noen vil ha slike. Samfunnsøkonomisk ville det vel være smart. Så får andre regne på det …
Her er teknikken
Metalloksidpulver har økende betydning for komposittindustrien. De gir en sterk såkalt matriksfase som i keramiske kompositter, eller de kan gi forsterkende faser som i metallmatriks- og polymer-matrikskompositter (PMC). De tilbyr en rekke gode fysiske og kjemiske egenskaper: høy termisk og kjemisk motstand, høy trykkfasthet, høy E-modul og god elektrisk isolasjonsevne (resistivitet). De kan skaffes i rikelig mengde og er relativt rimelige.
Metalloksidbaserte kompositter er mer og mer brukt i biler, og kommer (selvsagt) fra fly- og romfartsindustrien. Det er utviklet omfattende kunnskap om dette – og det er laget god litteratur som beskriver bruken av dem i keramisk-, metallmatriks og PMC-er. Interesserte kan logge seg på Science Direct og lære mer.
Poenget med oksider bakt inn i plast er at de akkurat som legeringselementer i metall binder seg til, og sterkere sammenføyer, plastens molekyler – med et resultat som kan bli forbedret titalls ganger, fysisk sett.
Vi kan nå lage ytre paneler med tilnærmet samme styrke som dagens metallplater, noe som gjør at bilene kan beholde formen og den viktige kollisjonsbeskyttelsen – uten å måtte veie to tonn …
Men hvorfor bruker de ikke sterk, stiv polykarbonat, plasten i lykteglass?
1980
Bruken av oksidpulvere startet da bilfabrikker på 1980-tallet begynte å eksperimentere med plastbaserte oksider; test av polyetylen-oksidpulver mikset inn i polyetylenplast så vi hos Mazda. Men stivheten (og fastheten) ble ikke høy nok, og skulle de bygge lett bil av plast måtte de like fullt bruke glassfiber, så tanken ble lagt på hyllen.
Helt til amerikansk forsvarsindustri pøste friske milliarder inn i noe liknende og fikk orden på metalloksider i plast. For å komme til Månen – nå med Orion – en gang til …
Bilder: Rakettbildet (Orion) er fra NASA, og bilen er en Corvette Sebring med skall av fiberplast.
GODT NYTT ÅR!
