V srpnu 1941 se Henry Ford pustil s pomocí filmových kamer do kufru podivného prototypu sekyrkou. Plech nepoddal, protože to vůbec nebyl plech: automobil měl karoserii z plastu, v níž se údajně nacházela i konopná vlákna. Téměř století později se přírodní vlákna opět objevují v automobilech, tentokrát v sériových vozidlech značek BMW, Mercedes a Porsche. Historie automobilů z konopí se rozprostírá od předválečného PR-tahu až k nejmodernějším biokompozitech, které snižují hmotnost a emise.
📑 Inhaltsverzeichnis
Fordův sen o karoserii z pole
Prototyp známý jako „Soybean Car“ byl představen 13. srpna 1941 během akcí Dearborn Days. Na ocelové trubkové konstrukci se nacházelo čtrnáct plastových desek tlusté přibližně šest milimetrů. Vozidlo vážilo kolem 900 kilogramů, tedy zhruba třetinu méně než porovnatelná ocelová karoserie. Právě tato výhoda v hmotnosti byla Fordovou motivací, protože nižší hmotnost znamená nižší spotřebu a větší užitečné zatížení.
Zda v deskách opravdu bylo konopí, se dnes již nedá jednoznačně prokázat. Původní receptura se nezachovala. Populární představy mluví o směsi ze sóji, pšenice, konopí, lnu a ramie. Lowell E. Overly, který se na konstrukci podstatně podílel, popisoval materiál naopak jako sójové vlákno v fenolové pryskyřici s formaldehydem. Materialologové považují za pravděpodobnější, že se jednalo o běžný fenolový plast podobný známému bakelit. 13. ledna 1942 Ford obdržel patent na konstrukci plastové karoserie.
Automobil se nikdy nedostal do sériové výroby. S vstupem USA do války se průmysl přeorientoval na zbrojní výrobu a projekt skončil v zapomenutí. Fordův experiment nicméně zůstal účinným symbolem skutečnosti, že vozidla nemusí být nutně ze kovu. To, že se právě podíl konopí zdůrazňuje tak často, vděčí spíše fascinaci rostlinou, která již tehdy hrála mnoho průmyslových rolí. Ford tímto sledoval také zemědělsko-politický cíl: automobilový průmysl měl otevřít americkému zemědělství nové odbytové trhy a zbavit továrny závislosti na nedostávajícím se oceli.
Proč má konopí v automobilovém průmyslu vůbec smysl
Přitažlivost konopných vláken spočívá v jejich poměru mezi pevností a hmotností. Jako výztuž v plastové matrici mohou dosáhnout podobné tuhosti jako skleněné vlákno, přitom jsou však zřetelně lehčí. Součásti z těchto kompozitů z přírodních vláken jsou typicky o třicet až čtyřicet procent lehčí než porovnatelné díly z plastů zesílených skleněným vláknem. Nižší hmotnost snižuje spotřebu u spalovacích motorů a prodlužuje dojezd elektromobilů.
Navíc zde je otázka ekologické bilance. Konopí vyrůstá v jediné sezóně, přitom váže oxid uhličitý a potřebuje málo ochrany rostlin. Pokud přírodní vlákno nahradí petrochemicky vyrobené vlákno, výrazně se sníží potřeba fosilních surovin pro danou součástku. Podle údajů výrobců lze snížit použití plastů v interiérových výstelkách až o sedmdesát procent a související zátěž CO2 až o šedesát procent. Tato čísla se vztahují na jednotlivé součástky, ne na celý automobil, ale ilustrují směr. Vzhledem k přísnějším emisním limitům vozového parku a rostoucí poptávce po udržitelných materiálech nabývá na důležitosti každý ušetřený gram a každý zamezený kilogram petrochemického plastu.
Univerzální využití vlákna není zvláštností automobilového průmyslu. Od stavebních materiálů až po těsnění nachází rostlina průmyslové aplikace, jak ukazuje náš příspěvek o těsnění vodovodních potrubí s konopím. V automobilu se vlákno používá především tam, kde je tuhost a nízká hmotnost důležitější než bezchybný povrch, tedy v nosných částech za vlastní výstelkou.
Renesance přírodních vláken u BMW, Mercedesu a Porsche
Na rozdíl od Fordových časů jsou přírodní vlákna dnes pevnou součástí moderních vozidel. BMW již v modelech i3 a i8 používalo konopí a související vlákna v obložení dveří a nosičích armatur. U závodního vozu M4 GT4 nahradil výrobce téměř všechny prvky, které byly dříve vyrobeny z uhlíkových vláken, kompozity z přírodních vláken, čímž se sériový automobil stal příkladem důsledného použití těchto materiálů v motorsportu.
Také Mercedes-Benz integruje přírodní vlákna do komponent interiéru, aby snížil hmotnost a zlepšil udržitelnost. Porsche naopak ve svém 718 Cayman v GT4-Clubsport-verzi instaloval dveře a zadní křídlo vyrobené ze směsi lnu a konopí místo čistého uhlíkového vlákna. Je tedy jasné, že kompozity z přírodních vláken již nejsou nišovým jevem, ale našly si cestu do prémiových a motorsportových vozidel.
Tento vývoj se řadí do delší tradice. Jak se konopí po desetiletí stále znovu objevovalo v automobilovém průmyslu, osvětluje náš přehled zaměřený na konopí v automobilovém průmyslu. Červená nit zůstává vždy stejná: lehčí součástky za přijatelné náklady a s lepší ekologickou bilancí.
Od stavebnice k biokompositu: příběh Renew
Kdo chce vědět, jak daleko lze zatlačit obsah vláken, skončí u Američana Bruce Dietzena. Inspirován knihou Jacka Herrera „The Emperor Wears No Clothes“ stavěl od roku 2015 sportovní vůz, jehož karoserie a čalounění se skládají přibližně z šedesáti pěti procent tkaného konopí a z třiceti pěti procent bioepoxydu. Základem byla vykloubená Mazda MX-5 první generace. Výsledek nazval Dietzen „Renew“.
Dietzen tvrdí, že jeho konopné panely jsou výrazně odolnější vůči nárazům než ocelový plech a lépe odolávají deformacím. Taková prohlášení pocházejí od samotného stavitele a nejsou nezávislou hodnotou z testovací zkoušky, ale ukazují, na co se technologie zaměřuje. Renew zůstal projektem malé série a demonstračním projektem, který především dosáhl jednoho: vrátil starou myšlenku automobilů z konopí zpět do veřejného povědomí a spojil ji s myšlenkou uhlíkové neutrality.
Rozdíl mezi výrobci série a projektem jako Renew spočívá v ambici. Zatímco BMW a Porsche používají vlákno cíleně v jednotlivých součástkách, aby dosáhly měřitelných výhod, Dietzen se pokusil vyrobit co největší část vozu z obnovitelných surovin. Oba přístupy sledují stejný cíl z různých úhlů pohledu.
Hranice technologie: vlhkost, hořlavost a recyklace
Jak přesvědčivě zní výhody, kompozity z přírodních vláken mají jasné slabiny. Konopná vlákna jsou hydrofil, tedy přitahují vodu. Pokud vodu nasají, mohou bobtnout, ztratit přesnost rozměrů a oslabit adhezi mezi vláknem a plastovou matricí. Proto se preferenčně používají v chráněném interiéru a méně na silně povětrnostně namáhaných vnějších površích.
I pokud jde o chování při požáru, jsou přírodní vlákna horší než konvenční materiály. Jejich nižší ohnivzdornost a tepelná stabilita omezují použití při vysokých teplotách, proto je nutné opatření proti hoření. Navíc často nedosahují rázové a tahové pevnosti kompozitů ze skleněných vláken, což omezuje výběr vhodných součástek.
Bilance recyklace je nejednotná. Čistá přírodní vlákna jsou biologicky rozložitelná, ale většina kompozitů vazba vlákna na duromery, které se velmi těžko oddělují. Na konci životnosti tedy mnoho interiérových výstelk končí ve spalovně. Přírodní vlákna se alespoň spalují čistěji než čistý petrochemický plast a výzkum pracuje na zcela biologicky odbouratelných matricích. Konopí hraje roli i mimo karoserii v budoucí mobilitě, například v energetickém úložišti, jak je popsáno v našem příspěvku o konopných bateriích pro elektromobily. Automobily z konopí jsou tedy spíše stavebním kamenem udržitelnější technologie vozidel než kuriozitou minulosti.
Často kladené otázky
Skládal se Fordův automobil skutečně z konopí?
To je nejisté. Prototyp představený v roce 1941 měl plastové desky na ocelové kostře. Zda v nich byla konopná vlákna, se nedá prokázat, protože receptura se nezachovala. Jeden z účastníků konstrukce hovořil o sojovém vlákně v fenolové pryskyřici. Odborníci považují za pravděpodobný plast podobný bakelit.
Které automobilky dnes používají konopná vlákna?
BMW používá konopí a související vlákna v modelech jako i3, i8 a M4 GT4. Mercedes-Benz montuje přírodní vlákna do komponent interiéru. Porsche používal v 718 Cayman GT4 Clubsport součástky ze směsi lnu a konopí místo čistého uhlíkového vlákna. Fokus leží obvykle na výstelkách, nosičích a sportovních součástkách.
Kolik hmotnosti ušetří součástka z konopného kompozitu?
Součástky z kompozitu přírodních vláken jsou často o třicet až čtyřicet procent lehčí než porovnatelné díly z plastů zesílených skleněným vláknem. U interiérových výstelk lze podle údajů výrobců snížit používání plastů až o sedmdesát procent. Nižší hmotnost znamená nižší spotřebu nebo větší dojezd.
Jaké jsou největší nevýhody konopí v autě?
Přírodní vlákna nasávají vlhkost, což vede k bobtnání a horšímu přilnutí. Jejich chování při požáru a tepelná stabilita jsou horší než u syntetických vláken. Duromerní kompozity se navíc velmi těžko recyklují. Proto se konopí obvykle nachází v chráněném interiéru.
Existuje automobil, který je téměř úplně z konopí?
Sollten Autohersteller mehr Hanf-Biokomposite in Fahrzeugen verwenden?
Nejblíže tomu je Renew od Bruce Dietzena. Jeho karoserie se skládá přibližně ze šedesáti pěti procent tkaného konopí a z třiceti pěti procent bioepoxydu, postaven na upravenou Mazdu MX-5. Jedná se o demonstrační projekt, ne o sériový automobil.
Branchen-Update
News, Analysen und Reportagen — mehrmals im Monat direkt in dein Postfach.
Folge uns
