Когда бытовая техника будет целиком из композитов?

Бытовая техника и промупаковка

Композитные материалы готовы к захвату рынков. Об этом говорят учёные и конструкторы, об этом свидетельствует растущий спрос на композиты. Наш материал о том, как композитные материалы проникают в сферу бытовой техники, что меняется с их приходом?

Чаще всего из композитных термопластов делают баки и другие детали стиральных машин, морозильные камеры, ручки газовых плит, мойки, бытовые приборы средних размеров. При этом, композиты не полностью заменяют нержавеющую сталь, а лишь составляют ей конкуренцию.

В основном для изделий и деталей бытовой техники используются компаунды на основе полиамида (ПА6 и ПА66), полибутилентерефталата (ПБТ) и полипропилена (ПП), полиуретана. Они применяются в производстве корпусных изделий (диспенсеры и баки), в нагруженных деталях (шестерни, натяжные ролики, валы), нагревательных приборах, а также узлах, непосредственно контактирующих с токопроводящими элементами. Полиуретаны — одни из самых часто используемых материалов для решения проблемы энергоэффективности. Например, в США, по данным департамента энергетики страны, около 56% энергии тратится на климат-контроль в помещениях. Использование материалов с улучшенными теплоизоляционными свойствами — один из основных трендов в энергосбережении.

По данным компании Grand View Research, более двух третей твёрдых полиуретанов в Европе и США используется для строительства, а также производства холодильных камер и бытовых холодильников.

около

твёрдых полиуретанов

Не стоит недооценивать композитные материалы, обязательно нужно их рассматривать в качестве аналогов действующим материалам, по крайней мере при разработке новых моделей бытовой техники. Необходимо держать руку на пульсе и обладать достаточной гибкостью, чтобы быть готовым оперативно перестроиться.

Булат Лабаров

Руководитель стратегических закупок Департамента по закупкам Candy | Haier

Полимерный компаунд — это многокомпонентный термопластичный материал, который состоит из полимерной матрицы, модифицирующих добавок и наполнителей. Он выпускается в виде гранул, применяется в процессе изготовления деталей и изделий методом литья (заливки). В зависимости от задачи ему придают необходимые потребительские свойства: жесткость, ударопрочность, стойкость к повышенным температурам.

Основные сферы применения компаундов — это автомобильная промышленность (детали экстерьера, интерьера, подкапотного пространства автомобиля, системы отопления, вентиляции и кондиционирования), бытовая техника и электроника (корпусные и внутренние детали холодильников и стиральных машин, телевизоров), строительная отрасль (фасадные панели, дренажные системы, трубы горячего и холодного водоснабжения).

Пришло время термопластов

Производители бытовой техники видят композиты как перспективные материалы будущего. Так, в прошлом году компания Haier представила модель Casarte Tianxi — первый в мире кондиционер, в конструкции которого использовались термопластичные композиты, армированные непрерывным волокном (Haier’s Casarte Tianxi — CFRTP). Этот композитный материал сочетает в себе однонаправленное стекло- или углеродное волокно с поликарбонатной термопластичной смолой в тонких лентах. Корпус Casarte Tianxi отлит компанией Suzhou Yichangtai Plastic Co., Ltd, которая занимается переработкой пластмасс более двух десятилетий.

«По сравнению с термореактивным материалом использование термопластического CFRTP сокращает время производства и снижает затраты на него, — отметил Чен Цзиньмин, генеральный директор Suzhou Yichangtai Plastic Co., Ltd. — Я думаю, что пришло время термопластов. Тот, кто инвестирует в эти технологии сейчас, получит конкурентное преимущество в будущем».

Мы используем в производстве композитные пластики: полипропилен (мелонаполненный и стеклонаполненный) для изготовления полубаков и фланцев барабана стиральных машин, а также стеклонаполненный полиамид для изготовления шкивов и дверных петель. Полипропилен использовался всегда, а полиамид пришёл на смену алюминию и стали. Применённые нами композитные материалы, в частности на основе полиамида, позволили сократить издержки компании, а также значительно улучшить качество выпускаемой продукции.

Булат Лабаров

Руководитель стратегических закупок Департамента по закупкам Candy | Haier

Одни сплошные композиты?

Учитывая стабильность и уверенность, с которой композиты отвоёвывают у других материалов место в конструкциях бытовой техники, можно предположить, что настанет время, когда холодильники, стиральные машины и кондиционеры целиком будут состоять из композитных материалов. Вероятно ли это?

В ближайшей перспективе нет, потому что есть ограничения по свойствам (например, температурные), а также существует вопрос с утилизацией, который остро стоит для реактопластов, а также композитов на их основе. В кратко- и среднесрочной перспективе (в ближайшие пять—десять лет) применение заменителей стали не окажет существенного влияния на динамику развития металлургической отрасли. При этом мы открыты к выстраиванию отношений с ключевыми участниками рынка композитов, обладающими передовыми решениями.

Андрей Еремин

Начальник управления по развитию бизнеса в сфере новых материалов компании «Северсталь»

Реактопласты (термореактивные пластмассы) — пластмассы, переработка которых в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, которая не позволяет данные композиты использовать повторно.

Процесс замены стали на материалы-субституты (в первую очередь, пластики и композиты) в автомобиле-, авиа-, судо- и вагоностроении, производстве упаковки, бытовой техники и коммунальном хозяйстве начался ещё в 1950-е гг. Однако существенных рисков для металлургии развитие производства новых материалов не несёт. Из принятой в 2016 г. «Стратегии развития металлургической промышленности России на период до 2030 года» следует, что «значительное расширение использования неметаллических аналогов ограничено сложностями их технологической обработки, вторичного использования, весьма низкой ремонтопригодностью и высокой стоимостью».

1950

-е годы

начался процесс замены стали на материалы-субституты

Возможно, в будущем композитный цемент заменит обычный, применяемый для производства противовесов стиральных машин. Технология производства БТ с использованием композитов потребует кардинального переосмысливания и перестроения (дизайн, оснастка, оборудование, процессы).

Булат Лабаров

Руководитель стратегических закупок Департамента по закупкам Candy | Haier

Сообщество «Вместе» приглашает к сотрудничеству всех, кому интересна тема развития композитных материалов, производства и применения товаров из них. На нашей площадке вы можете поделиться своими идеями и потребностями, узнать о проектах коллег, связанных с полимерными продуктами.

Ваш рабочий контакт в «Северстали» — Тамилла Касенова, менеджер управления по развитию бизнеса в сфере новых материалов.
E-mail: t.kasenova@severstal.com