Vahtalumiiniumist kere teeks rongid tugevamaks, kergemaks, ühtlasi ka ohutumaks

 (12)
Vahtalumiiniumist kere teeks rongid tugevamaks, kergemaks, ühtlasi ka ohutumaks
ICE kiirrongid Kölnis.Wikimedia commons

Saksamaal Chemnitzis tutvustasid insenerid kiirrongi-vaguni prototüüpi, mis on valmistatud alumiiniumvahust — materjalist, mis on tugevam, kergem ja avariiolukorras ohutum kui kiudklaas või tavaline vanamoeline metall. Komposiitmaterjal on loodud kihilisena nagu võileib: kahe millimeetri paksuste alumiiniumtahvlite vahel on 25 mm paksune kiht “vahtu” — magneesiumi, räni, vase ja alumiiniumi käsnalaadset segu.

Nagu igas heas võileivas, puudub selleski liim. Kihte hoiavad koos metalliosakeste vahelised sidemed ehk negatiivse laenguga elektronide ja positiivse laenguga ioonide vastastikune tõmme. Tulemuseks on traditsioonilisest kiudklaasist, mida rongivagunite valmistamiseks üldiselt kasutatakse, 20 protsenti kergem materjal. Kui eesmärgiks on liikuda kiiremini ja tõhusamalt nagu raudteetranspordi vallas, annab viiendiku võrra väiksem kaal kopsaka eelise.

Mis veelgi parem, see ei tähenda nõrgemat rongi. “Välimine kiht on nii jäik, et seda pole vaja ribidega toestada,” märkis prototüüpvagunit ehitada aidanud Joseph von Fraunhoferi nimelise tööpinkide ja vormimistehnoloogiate arendamise instituudi kerg-ehitusmaterjalide osakonna teadur dr Thomas Hipke ajakirjale Wired. Alumiiniumvahu koorimistaluvuse katsetes, mille raames materjali kihte üksteise küljest lahti kistakse, purunes kihtidevaheline vaht, kuid vastastikused sidemed jäid püsima, mis näitab, et selline liitmisviis on vastupidav.

Foto: Fraunhofer IWU / wired.com
Seotud lood:

250 kuni 320 kilomeetrise tunnikiirusega ehk startiva reaktiivlennuki kiirusel kihutamisel on selline kindlus oluline. Ehkki suuremaid avariisid juhtub haruharva, tabavad ülikiirronge sageli väikesed objektid, mis võivad probleeme põhjustada. Üsna sageli kohtuvad rongid meie sulissõpradega ning sellistel juhtudel võib isegi reisijate turvalisus ohtu sattuda.

Lööki pehmendavate omadustega materjal teeb ka rongi sisemuse avarii korral ohutumaks. Kokkupõrkekatsed inimesekujuliste mannekeenidega kinnitavad, et materjal neelab tõhusalt energiat ja kaitseb reisijaid sekundaarsete löökide eest, s.t rongi äkilisel jõnksatamisel vastu seina või eesistme seljatuge paiskumise eest. Washingtonis transpordiuuringute ametis läbi viidud katsed näitasid, et istmete seljatugede täitmine alumiiniumvahuga vähendab kaheksakordse gravitatsioonikonstandi tugevuse kokkupõrke puhul peatrauma ohtu 80 protsenti.

Vahtalumiinium leiutati juba 1968. aastal, kuid materjali vormimise keerukus ja vastavate seadmete kõrge hind kujunesid pikaajaliseks takistuseks selle populaarsusele. Nüüd on Fraunhoferi instituudi ja tehnilisi teenuseid pakkuva ettevõtte Voith GmbH insenerid demonstreerinud, et alumiiniumvahust pindu saab kohrutusriistade abil odavalt vormida.