انجمن کامپوزیت آمریکا با آقای دکتر حمید کیا (مدیر گروه آزمایشگاه کامپوزیتهای پلیمری شرکت جنرال موتورز) مصاحبه ای انجام داده است که خلاصه آن را در ادامه می خوانید:
معرفی آقای دکتر کیا:
دکتری مهندسی شیمی از دانشگاه کمبریج در سال 1979
فوق لیسانس همین رشته از امپریال کالج لندن در سال 1976
ایشان از سال 1982 به شرکت جنرال موتورز پیوسته اند و دارای 40 مقاله علمی و 25 اختراع می باشند. کتاب Sheet molding compounds نیز از ایشان به چاپ رسیده است. در سال 2008 و 2009، مقالات ایشان، جایزه مقاله منتخب فرآیند قالبگیری فشاری را از آن خود نمود. ایشان عضو انجمن تحقیقات خودرویی آمریکا (USCAR) نیز هستند که توسط شرکتهای کرایسلر، فورد و جی ام، برای تحقیقات مشترک بنیان گذاشته شده است.
سوال: USCAR چگونه بنیان گذاشته شد؟
دکتر کیا: USCAR یک سازمان تحقیقات فناوری مشترک است که توسط سه خودرو ساز آمریکایی بنیان گذاشته شده است. در این سازمان تحقیقات گسترده ای در موضوع ذخیره سازی هیدروژن و پیلهای سوختی گرفته تا سبک سازی، ایمنی، ملاحظات زیست محیطی و فناوریهای ساخت صورت می گیرد. USCAR فعالیتهایی چون مواد اولیه و تامین کنندگان مواد صنعت خودروی آمریکا و هزینه های تحقیقاتی را نیز پوشش می دهد و هماهنگ با برنامه های وزارت انرژی آمریکا عمل می نماید.
سوال: هدف گروه کنسرسیوم کامپوزیتهای خودرویی (ACC) چیست؟
دکتر کیا: هدف بلند مدت ACC (زیرمجموعه USCAR)، کاهش وزن خودرو ضمن حفظ کارایی آن تا 50% است. ضمن آنکه گوشه چشمی نیز به افزایش میزان بازیافت وجود دارد. روش ما استفاده از کامپوزیتها پلیمری پیشرفته با تاکید بر کاربردهای ساختاری و نیمه ساختاری است. ما با تکیه بر منابع خود شامل USCAR، تامین کنندگان مواد، دولت و دیگران، به توسعه فناوری می پردازیم.
سوال: ساختار ACC چگونه است؟
دکتر کیا: ACC سه گروه دارد. یکی برای مواد و فرآیند، یکی برای گسترش کاربرد و دیگری با تمرکز بر فناوری تخمین خواص قطعات ساخته شده.
سوال: چگونه USCAR با صنعت کامپوزیت تعامل پیدا می کند؟
دکتر کیا: تعداد کم تامین کنندگان قطعات یک مشکل بزرگ است. ما عادت داریم که در هر گروه قطعات تا 10 تامین کننده داشته باشیم ولی اکنون به دلیل شرایط اقتصادی تعداد آنها به 2 یا 3 رسیده است. هرگاه ما کاربرد جدیدی پیدا می کنیم باید تامین کننده نیز همراه ما کار کند و یاد بگیرد تا وقتی تحقیق و توسعه پایان می یابد، تامین کننده آماده تولید قطعه باشد.
سوال: کدام یک از خواص کامپوزیتها توجه شما را جلب نموده است؟
دکتر کیا: در گرمانرمها ما بر آمیزه سازی مستقیم برای فرآیندهای فشاری و تزریق کار می کنیم و در گرماسختها، کامپوزیتهای الیاف شیشه، کربن و طبیعی و فرآیند قالبگیری مایع (مانند infusion و RTM). اتصالات نیز مورد توجه ما هستند. وقتی با پنل های چسبیده به هم روبرو هستیم، برای از بین بردن خط اتصال (bond line read-through) کافیست ضخامت پنل را زیاد در نظر بگیریم تا اعوجاج پنل ناشی از پخت چسب ظاهر نشود. اما وقتی به منظور کاهش وزن خودرو پنلهای نازکتر و محکمتر (مانند کامپوزیت کربن)، مشکل اعوجاج پنل جدی است. این همان موضوعی است که در ACC روی آن کار می کنیم.
سوال: بر چه کاربردهایی متمرکز شده اید؟
دکتر کیا: در حال حاضر بر روی قطعات پایین بدنه کار می کنیم. بر اساس آخرین مدل ریاضی ما می توانیم 15 کیلوگرم را با جایگزینی یک قطعه فولادی ذخیره کنیم و تعداد اجزای آن را از 16 به 1 یا 2 کاهش دهیم که اقدام مهمی در یکپارچه سازی محسوب می شود. کاربرد دیگر، صندلی های کامپوزیتی است. در حالیکه قطعات پایین بدنه، از الیاف شیشه و قطعات SMC است، صندلی از کامپوزیت گرمانرم ساخته می شود. میزان کاهش وزن بسته به نوع صندلی، بین 2.5 تا 3.5 است.
سوال: برخی چالشهای تخمین خواص چیست؟
دکتر کیا: متغیرهای زیادی باید مورد بررسی قرار گیرد؛ از راستی آزمایی آنچه تخمین زده شده تا طراحی روشهای آزمونی که بر مدل مورد استفاده در طراحی انطباق داشته باشند.
سوال: چرا کاربرد کامپوزیتها در موارد زیادی به انجام پروژه های اثباتی موکول می شود؟
دکتر کیا: از آنجا که در اغلب موارد صنعت نمی تواند از آغاز کیفیت و کارایی کامپوزیتها را تضمین نماید، فولاد محور طراحی قرار داده شده و کامپوزیت یک انتخاب (آپشن) در نظر گرفته شده است. طراحی که برای فولاد مناسب بوده، اغلب برای کامپوزیتها به دلیل اتصالات متفاوت، به شکست می انجامد.
سوال: روندی که در چند سال اخیر مشاهده کرده اید کدام است؟
دکتر کیا: تاکید بیشتر بر کامپوزیتهای الیاف کربن به دلیل اهمیت بیشتر کاهش وزن. نکته دیگر استفاده از الیاف طبیعی به دلیل سازگاری بیشتر با طبیعت و وابستگی کمتر به نفت است. نیاز به منابع تجدید پذیر موتور متحرک این بخش می باشد.
سوال: آیا استفاده از منابع تجدید پذیر (green movement) یک امر زودگذر است؟
دکتر کیا: اگر قرار باشد الیاف طبیعی به شکل اولیه خود استفاده شوند، این امر زودگذر خواهد بود. با این حال پروژه های فعلی مبتنی بر کاهش جذب رطوبت الیاف است تا کامپوزیتهای ارزان سبز بدست آیند.
سوال آخر: چه نکات دیگری در استفاده از کامپوزیتها در خودرو مطرح است؟
دکتر کیا: یکی دیگر از مسائل کامپوزیتها، قیمت است. به دلیل نوسانات قیمت نفت، تعهدات بلند مدت تامین کنندگان برای قیمت یک قطعه و حفظ کیفیت آن، یک مشکل بزرگ محسوب می شود.
