Ojedinělé studium zaměřené na plasty a kompozity v Liberci
Od nového akademického roku otevírá Fakulta strojní Technické univerzity v Liberci nový navazující magisterský studijní program „Technologie plastů a kompozitů“. Podle děkana fakulty profesora Petra Lenfelda takto koncipovaný studijní program nikde jinde v České republice nemají. Hovoříme s ním nejen o novém studijním programu, ale i o plastech jako takových, o směru vývoje v této oblasti a perspektivě plastikářského průmyslu:
V čem je váš nově akreditovaný studijní obor netradiční?
Především v tom, že k problematice polymerů, plastů a kompozitů přistupujeme komplexně, od polymerů až po řízení podniku. Student se v rámci tohoto studijního programu seznámí prakticky se vším, co se týká plastů a s nimi souvisejících procesů. Začínáme od toho, jak se polymery vyrábějí, jakou mají strukturu a vlastnosti, které se potom dají aplikovat v širokém spektru odvětví na konkrétní výrobek. Studenti se dozvědí, nejen jak polymer vzniká, ale i to, co se s ním děje v průběhu procesu zpracování, v průběhu jeho životnosti, tedy jak stárne, a jak bychom ho nakonec měli co nejlépe zlikvidovat, respektive recyklovat. Program zahrnuje kromě předmětů zaměřených na polymery i předměty týkající se nejmodernějších technologií a procesů používaných v předvýrobních a výrobních etapách při zpracování polymerů, jako je například vstřikování plastů, vyfukování plastů, ale i 3D tisk a aditivní technologie. Dále jsou zde předměty, které dotvářejí znalosti oboru – konstrukce plastových dílů, formy pro zpracování plastů, stroje a robotika, simulace procesů, vady, metody hodnocení plastů a kompozitů atd. Studenti se budou v novém studijním programu zabývat také problematikou recyklace, degradace a biodegradabilitou polymerů a tzv. zelených kompozitů, tedy biologicky rozložitelných kompozitů na bázi biodegradovatelných polymerů. I to jsou zásadní témata pro plastikářský průmysl. Ve studijním plánu je i logistika a řízení podniku, ale také cílené odborné praxe, které zvýší uplatnitelnost absolventů na trhu práce.
Co máte na mysli těmi „nejmodernějšími technologiemi“, se kterými budete studenty seznamovat?
Jsou to třeba moderní výrobní technologie, jako je technologie vstřikování silikonů (LIM), technologie mikrobuněčného vstřikování (MuCell), ale i aditivní technologie, které usnadňují získat prototypový díl, aniž by bylo nutné zhotovovat prototypovou formu a zajišťovat výrobní proces. Tím se ušetří nejenom ekonomické náklady, ale i čas. Student se naučí efektivně používat tyto technologie, které pomáhají při výrobě plastových dílů. Kromě toho bude umět pracovat se simulačními softwary, které se používají ve fázi návrhu konstrukce forem.
Zastavme se u recyklace plastů. Hodně lidí si myslí, že plasty jsou zlo, které nám ničí planetu, a že obrovská výroba plastů přináší velké problémy poté, co už jako materiály dosloužily.
Patříme mezi země, kde se daří dobře třídit odpad včetně plastů. Vytříděním plastů získáváme odpadovou surovinu, která se dá určitým způsobem recyklovat, a vyrábějí se z ní pak další výrobky spotřebního charakteru, na které nejsou kladeny takové nároky z hlediska mechanických parametrů, ale ani z pohledu estetického. Je ovšem pravda, že plastového odpadu je už tolik, že se stále obtížněji hledají aplikace, jak ho využít. Současně s tím však také narůstá i sortiment polymerů a kompozitů, které je možné recyklovat. Světový výzkum se proto mimo jiné zaměřuje na hledání nových možností, jak využít odpadní suroviny. V poslední době byly publikovány informace, jak z odpadu vyrábět benzín nebo naftu. To je však spíše úkol pro chemiky. My se jako strojaři v rámci studijního programu spíše zaměřujeme na možnosti, jak recykláty zpracovávat na další výrobky. Zkoumáme vlastnosti recyklátů, technologické možnosti jejich zpracování nebo možnosti přidávat je ke standardním polymerům. Aktuálním problémem je například problém recyklace kompozitních systémů s uhlíkovými vlákny a aplikace těchto recyklátů nebo třeba recyklace lakovaných dílů.
Hovoří se také o biodegradabilitě plastů, věnujete se i této oblasti?
Kromě syntetických polymerů se budou studenti během studia seznamovat i s biopolymery a biodegradací. Výzkum biodegradability plastů máme podpořený i v rámci projektu Hybridní materiály pro hierarchické struktury, kde se zabýváme biodegradabilitou biopolymerů a biokompozitů. Díky projektu vznikla nová laboratoř hodnocení biodegradability polymerů, vybavená např. micro- -compounderem, frikčním mlýnem pro získání nanofibril, přístrojem pro měření teplotní odolnosti a zařízením pro hodnocení biodegradace. Nová laboratoř přispěje ke zkvalitnění výuky zaměřené na plasty, protože výsledky výzkumných činností se zpětně promítají do výuky. Kromě toho se studenti seznámí a budou pracovat na dalších špičkových přístrojích: vstřikovacích strojích, CT, 3D tiskárně pro tisk z granulátu polymerů, klimatické komoře pro solární simulaci a přístrojích pro hodnocení vlastností plastů. Příští rok plánujeme uskutečnit na fakultě letní školu, ve které se zaměříme právě na oblasti biopolymerů a biodegradace.
Odvětví plastů patří v současnosti k nejdynamičtěji se rozvíjejícím průmyslovým odvětvím. Objevují se nové materiály a nové aplikace. Budou se plasty uplatňovat i na úkor klasických materiálů?
Plasty vycházejí ve srovnání s kovem nebo sklem hůře v tom, že nemají tak dobré mechanické vlastnosti a navíc své vlastnosti časem ztrácejí. Na druhou stranu mají nespornou výhodu v jednoduché zpracovatelnosti, protože z nich můžeme vyrobit hotový výrobek v průběhu jediné operace. Zjednodušeně: roztaví se granulát, vstříkne se do formy a je hotový třeba celý nárazník. Další důvody, proč se v takové míře používají, je jejich nízká hmotnost, což odpovídá současným snahám snížit hmotnost vozů, a tím i spotřebu nafty a benzínu. Hojně se také využívá dalších výhodných vlastností plastů, jako je například odolnost proti korozi, optické vlastnosti a izolační vlastnosti vyhovující elektrotechnickému průmyslu. A plasty jsou nejpoužívanější matricí při výrobě kompozitů. Samozřejmě existují i aplikace, kde plasty klasické materiály nahradit nemohou, to jsou třeba horké provozy.
A co výrobní podniky, stojí o absolventy studijního programu, respektive výsledky vašeho výzkumu, spolupracují s vámi?
Spolupráce s plastikářskými firmami je na velmi dobré úrovni. Spolupracovali jsme s nimi i při vytváření tohoto studijního programu, naslouchali jsme jim, snažili se zohlednit jejich připomínky. Představitelé významných plastikářských firem jsou členy průmyslové rady Fakulty strojní, takže máme zpětnou vazbu na naše absolventy z průmyslové praxe. Průmyslová rada již několik let úspěšně funguje jako poradní orgán děkana. Jejími členy jsou zástupci zhruba dvou desítek významných českých strojírenských podniků. Pravidelně diskutujeme o problémech v oblasti vzdělávání a výzkumu a společně usilujeme o zlepšení struktury a kvality studia a začlenění moderních poznatků z praxe do výuky. Spolupráce s podniky se samozřejmě týká i výzkumných a vývojových oblastí, hlavně v oblasti aplikovaného výzkumu, smluvního výzkumu a projektů. Tyto oblasti se promítají zpětně do výuky, neboť v průmyslové praxi nacházíme témata pro závěrečné práce studentů ve všech stupních studia. Podniky pořádají exkurze pro studenty, studenti k nim chodí na praxi, stáže a také nabízejí studentům stipendijní programy i praktikantská místa.
Slyšela jsem názor, že nový studijní program je ideální ve svém zaměření na liberecký region. Souhlasíte s tím?
Ano i ne. Je pravda, že liberecký region je jednou z nejprůmyslovějších oblastí v České republice a vysoké procento zdejších firem jsou plastikáři. Sídlo zde mají významní výrobci plastových dílů, jako je např. Denso Manufacturing Czech, Magna Exteriors, FaerchPlast, Laird Technologies, A. Raymond, GrupoAntolin, Galvanoplast Fischer Bohemia, AKT plastikářská technologie Čechy, Schenk Plastic Solutions a další. Ale také v jiných krajích České republiky a v příhraničních oblastech našich sousedů – zejména v Německu – sídlí významné plastikářské firmy, se kterými spolupracujeme. V rámci mezinárodního tříletého projektu GreK jsme navázali úzkou spolupráci s německými vysokými školami a podařilo se nám kooperovat při výuce zpracování plastů. Do projektu se zapojily i významné německé plastikářské firmy. V pohraničních regionech Oberlausitz a Liberecko se totiž vyvinul silný plastikářský průmysl s téměř třemi stovkami podniků, které o naše absolventy velmi stojí. Vytvořili jsme dobré podmínky pro intenzivnější spolupráci v oblasti výuky zpracování plastů i pro intenzivnější spolupráci našich škol s podniky, včetně odborných praxí přímo ve výrobě.
Myslíte si proto, že tento program bude zajímavý i pro zahraniční studenty?
V tomto směru jsem optimistický. Studijní program je akreditován i v anglickém jazyce a předpokládám, že zájem zahraničních studentů bude dostatečný. Plastikářský průmysl je považován za perspektivní obor a vývoj zaměřený na materiály a technologie v této oblasti nabírá soustavně na intenzitě. Absolventi programu Technologie plastů a kompozitů budou velmi ceněni na trhu práce nejen v České republice a budou si moci vybírat z lukrativních nabídek zaměstnání od českých i zahraničních výrobců.