Euroopa suurim autotööstuse tulevikutrende kajastav mess IAA Mobility 2025 toimub tänavu septembris Münchenis. Üks osa sündmusest on pühendatud materjalitehnoloogia arengule. IAA messil näeb ridamisi nn tulevikumaterjale, mis juba lähiaastatel autotootmist mõjutavad.
XXI sajandi autotööstuse leitmotiiviks on “üks on kindel: mitte miski pole kindel”. Juba rohkem kui kümnendi käib nõiajaht süsinikuheitele, rohepööre demoniseerib sisepõlemismootoreid ja sunnib peale uusi lahendusi. Kes kohaneda ei suuda, jääb sabassörkijaks ja kukub pildist.
Mistahes uuenduste tegemine nõuab paindlikku tootmiskorraldust ja investeeringuid. Uued tehnoloogiad on kallid, sõidukite hinnad kerkivad. Autotootjad – lisaks arvukatele regulatsioonide järgimisele, tõmbetuultele maailmamajanduses, jne – peavad iga päev leidma lahendusi, kuidas toota kvaliteetsemalt, kaasaegsemalt ja odavamalt.
Seninägematud materjalid võivad olla üks tee suurema marginaalini. Seda juhul, kui vetikates kanepist, kasvõi hapnenud piimast toodetud komposiitmaterjalid, kangad, rehvid ja muu massilise heakskiidu saavad. Arglikud nurgaspassijad seda mängu võita ei saa. Plastmass on nii kahekümnes sajand. Kuid ka vetikad ei pruugi olla “see”, mis kasumi majja toob.
Materjalitehnoloogia areneb jõudsalt
Tänapäeva sõidukid sisaldavad uskumatult laia valikut materjale. Uute ideede elluviimine poleks võimalik ilma edusammudeta materjalitehnoloogias.
Tänavusel IAA MOBILITY messil on üheks keskseks teemaks just uued lähenemised ja tootmismeetodid, mis loovad eelduse nutikamatele, kergematele ja keskkonnasäästlikumatele sõidukitele.
Autotööstus on viimase 130 aasta jooksul katsetanud ja kasutanud väga erinevaid materjale – tihtipeale edu saavutamata.
Esimene autokonstruktor Gottlieb Daimler ehitas oma mootorvankri puidust – usaldusväärsest ja ajaproovile vastu pidanud materjalist.
Ida-Saksamaal toodetud Trabantit naeruvääristati omal ajal kui “papist võidusõiduautot” – see nägi suht jube välja, oli pisike ja ebaergonoomiline, kuid oli peaaegu täielikult plastmassist valmistatud. Muid materjale tollal lihtsalt ei olnud. Ja nii oli “Pappe-Trabi” oma ajast kaugel ees.
Üks olulisemaid eesmärke autotööstuses – eriti elektriautode puhul – on nende kergemaks muutmine. Selles kontekstis kerkib sageli esile “süsinik” ehk süsinikkiudkomposiit.
Kui praegustele sõiduautodele otsa vaadata, on kere- ja raamiehituses levinud peamiselt metallsulamid, teras ja alumiinium; süsinikkiud ning hübriidmaterjalid on enamasti nn kallima otsa sõidukite pärisosa.
Ülitugev süsinikkiudkomposiit kaalub vaid poole terase massist ning kolmandiku võrra vähem kui alumiinium, kuid on ülimalt kallis. Veelgi enam – avarii korral kipub materjal killustuma ja on seetõttu raskesti parandatav, mis piirab selle kasutust masstootmises. Alternatiivina kasutatakse täiendatud alumiiniumisulameid ja nn sandwich-terast. Traditsioonilised tootmismeetodid piiravad siiski oluliselt kergkonstruktsioonide võimalusi.
Sõitjateruumi viimistluses kasutatakse uuendusena looduslikke kiude (kanep, lina), ümbertöödeldud plaste ja ka uudseid plastsulameid. Variante on lõputult. Päris kindlasti leiab sõiduautost aga teflonit, nanokeraamikat – tihendid, värvid, iluelemendid kaetakse sellega.
Nutikate materjalide ajastu on käes
Läbimurde lävel on intelligentsed materjalid, kus tavapärased materjalid on seotud IT lahendustega: värkvõrk, antennid, elektroonikakomponendid, elektrit juhtivad materjalid jne on võimalik sidustada paneelidesse.
Uued lahendused ei pruugi olla aga keskkonnasõbralikumadd, sest paikselt integreeritud peenelektroonika komponendid on omal kohal ka siis kui riknevad: sel juhul tuleb välja vahetada kogu paneel, sest imeõhukest kiipi eraldada pole asjakohane – tootja peab suutma samal ajal käia ajaga kaasas ning teha seda võimalikult odavalt…
Piesoelektriliste kristallide – mis toona muutsid grammofoniheli võimalikuks – avastamisega panid vennad Curie’d aluse adaptronikale ehk adaptiivsele struktuuritehnoloogiale. Tegemist on materjalidega, mis edukalt reageerivad välistele stiimulitele ja muudavad oma kuju – seda ilma tarkvara või elektriskeemideta.
Nn mälumaterjalid (shape memory alloys) võtavad temperatuuri mõjul uue vormi kuid naasevad kasutamise järel algasendisse. Foam-materjalid on kasutusel elu- ja magamistoas, aga ka autodes, kus võimaldavad teha “kandja” kehakujuga kohanduva istme.
Kallima otsa istmed tunduvad nagu tervisekapslid, on sisemiselt keerulised tehnoloogiaplatformid ning nende kasutamine on tihtipeale piiratud liigse innovatsiooniga altminekuga.
Seevastu mälusulamid suudavad kohanduda reisija kehakujuga kalli biomeetrilise tuvastuseta või nuppudele pressmiata.
Ka elektroaktiivsed plastid suudavad mehaanilise surve all toota elektrit – või vastupidi. Need toimivad justkui mootor ja hüdraulikasüsteem ühes. Fraunhoferi instituudi uuring kinnitab, et näiteks jalanõu tald, mis sisaldab seda materjali, võib liikumisel genereerida piisavalt energiat nutiseadmete laadimiseks. (Lähi)tulevikus võiks sarnane tehnoloogia jõuda auto ratastesse, võimaldades sõidu ajal akut laadida.
Tagasi juurte juurde
Puit, mis kunagi kõrvale heideti, naaseb nüüd autokeredesse – esialgu küll nišimudelite kaudu. See metsast pärit materjal on paindekindel, stabiilne nagu alumiinium, kuid kordi kergem. Seetõttu sobib see mitte ainult sõitjateruumi viimistluseks, vaid ka kandvateks osadeks, uste külgkaitseks või paneelideks.
Briti Morgan Motor Company on kasutanud saarepuust raame juba alates 1909. aastast. Toyota omakorda näitas oma Setsuna kontseptmudeliga radikaalset puidu kasutust: auto kerepaneelid on seedrist, raam kasest ning detailide ühendus järgib Jaapani traditsioonilist okuri ari tislerikunsti, kus kruvisid ei kasutata.
Lisaks puidule kasutatakse autos ka teisi taastuvaid materjale – kanepit, lina, puuvilla ja linaseemneid. Neid leiab sageli pagasiruumi põrandates või katetes.
Ford on katsetanud taaskasutus- ja biopõhiste materjalidega juba 20 aastat, praeguseks sisaldavad nende autod koostisosi nagu soja, riitsinus, nisukõrred, kenaf, tselluloos, puit, kookos ja riis.
Koostöös Jose Cuervo tequila tootjaga uurib Ford isegi agaavi kasutamist autoosade tootmises – midagi ei peaks raisku minema. Samuti on Ford huvitatud bambuse kasutamisest sõidukites.
Päevakorral on juba mõnda aega täiesti uued tootmisviisid nagu 3D-printimine, selektiivne laserisulatus, sünterdamine, stereolitograafia ja FDM (sulafaaside modelleerimine). Need võimaldavad rakendada loodusest inspireeritud struktuure – näiteks kärg- või võrerakendusi –, mis vajavad vähem toormaterjali ja säästavad ressursse.
EDAGi kontseptsioonid “Light Cocoon” ja “Soulmate” põhinevad just sellistel ideedel: sõidukid koosnevad biooniliselt optimeeritud luustikulaadsest struktuurist. Kattematerjaliks kasutatakse 3-kihilist ilmastikukindlat polüesterkangast, mille töötas välja matka- ja vabaajariiete tootja Jack Wolfskin. Kangas katab ka liikuvaid detaile nagu spoiler – võimaldades auto kuju muuta sõltuvalt ilmast või soovitud aerodünaamikast vaid nuppu vajutades.
Uued või ka taasleitud ja väärindatud traditsioonilised materjalid võimaldavad vähendada fossiilsete plastide osakaalu, langetada kogu tootmistsükli CO₂-jalajälge, anda võimalusi põnevateks disainlahendusteks ja tuua looduse inimesele lähemale. Uute materjalide otsene mõju inimesele on terviseohtude vähenemises. Sõbralik ja loodusest inspireeritud materjal on tõdetud “käe all mõnusamaks” ning üllatuslikult vaimse tervise kasuks – sa oled õnnelikum kui tead, et sinu tegevus ei tee loodusele kurja.
Kolm keskkonnasäästlikku tulevikumaterjali
Autotööstus ei muutu üksnes elektriliseks ja digitaalseks – üha suuremat tähelepanu pööratakse ka sellele, millest autod koosnevad. Kliimaneutraalsuse eesmärgid, ressursipuudus ja surve vähendada jäätmeid on pannud tootjad otsima loodushoidlikumaid lahendusi nii kerepaneelide, istmekatete kui ka akuelementide tootmises.
Paari viimase aasta jooksul on välja töötatud mitmeid uudseid materjale, millest mõni on katsestaadiumist jõudnud tööstuslike katsetusteni. Valisime välja kolm lootustandvamat materjali.
Bambusest biokomposiit: plastile ja metallile biolagunev alternatiiv
Välja töötasid India teadlased IIT Guwahatist
Koostis: Bambusa tulda kiud + biopolümeerid (PLA – polülaktiid)
Kasutada saab siseviimistluses uksepaneelid, armatuurlaua detailid, istmete karkassid.
Bambus on kiirelt kasvav taim, mille kasvatamine ei vaja väetisi ega keemilisi töötlust. IIT Guwahati teadlased töötasid välja täielikult biolaguneva komposiitmaterjali, mis ühendab bambuskiud polülaktiidiga – loodusliku polümeeriga, mis on valmistatud maisitärklisest.
Materjal on kerge, mehaaniliselt tugev ja kuumataluvusega. Lisaks annab see kujundajatele rohkem vabadust tekstuuride ja viimistluse osas, mis on üha olulisem disaini- ja kasutajakogemuse vaates.
Mida me seni sellest teame?
90–95% taastuv materjal
Biolagunevus tööstuslikes kompostimistingimustes 6–12 kuu jooksul
Tootmine kulutab kuni 50% vähem energiat kui tavaplastide valmistamine
Kes huvi tunnevad? India autotööstuse suured tegijad, nagu Tata Motors ja Mahindra, on teatanud koostööhuvist.
Ringlussevõetud liitium: aku teise elu võti
Arendaja: Saksamaa idufirma Cylib koostöös Belgia keemiakontserni Syensqo’ga
Koostis: Taaskasutatud liitiumhüdroksiid vanadest EV akudest
Kasutusvaldkond: Uute elektriautode akude tootmine (sh LFP ja NMC keemiad)
Liitiumi kaevandamine tekitab suuri keskkonnakahjusid, eriti veepuuduses piirkondades. Cylib on välja arendanud vesilahusel põhineva protsessi, millega saab vanadest akuelementidest eraldada väga puhta liitiumhüdroksiidi – ilma ohtlike kemikaalideta ja väikese energiakuluga.
Mida me seni sellest teame?
60–70% väiksem CO₂-jalajälg võrreldes uue liitiumi tootmisega
95% väiksem veekasutus
100% sulgemisele lähedane ringlus: sama liitium saab korduvalt kasutusse minna
Kasutusvaldkond on sobilik sõltumatutele väiksematele akutehastele, Euroopa Liidu rahastatud rohepöörde projektide läbiviimiseks.
Mikrovetikatest valmistatud bioplast
Arendaja: Ameerika ettevõte Bloom Sustainable Materials
Koostis: Mikrovetikate biomass + taimepõhised vaigud
Kasutusvaldkond: Sõidukite jalamatid, istmekatted, paneelide täitematerjalid
Mikrovetikad neelavad kasvades CO₂ ja vajavad väga vähe maapinda või magedat vett. Bloom on suutnud ühendada vetikate kuivatatud biomassist saadud pulbri taimse polümeeriga, luues plastilaadse materjali, mis sobib hästi survevaluks ja survepressimiseks.
Mida me sellest seni teame?
Iga toodetud kilogramm seob ~1,5 kg CO₂
Valmistootes võib vetikaid olla kuni 45% massist
Toormaterjal on saadav ka reoveepuhastuse kõrvalsaadusena
Hyundai ja Ford on avaldanud huvi Bloom’i materjalide vastu – eriti jalamatid ja sisepaneelide kattematerjalid, mis taluvad hästi niiskust ja UV-kiirgust on nende huviorbiidis.
Eesti materjaliteaduse areng
Eesti teadlased, teadusasutused ja idufirmad on kiirelt võtmas materjaliteaduses maailmas liidrirolli. Ideid ja oskusi on, pidevalt katsetatakse kõikvõimalike põnevate lahendustega. Kui miski meie teadussaavutuste ellu rakendamist takistab, siis on see kehv oskus end müüa ning rahastuse hektilisus. Siiski on vähemalt kolm uut suurt suunda meie teadlaste töös, millest võiks autotööstusele palju kasu tõusta.
TalTech – uudsed komposiidid ja taaskasutuslahendused
TTÜ materjaliteaduse instituut töötab aktiivselt nanotselluloosi ja grafiini baasil arendatud kergete, tugevate komposiitide kallal, ning otsib viise, kuidas tööstuslikke jääkmaterjale (nt põlevkivituhk, plastjäätmed) ümber töödelda uueks tooraineks. Euroopa projektidega arendatakse välja väikese energiakuluga tootmisprotsesse, mis võimaldavad kasutada jääkmaterjale plastide ja liimide täitematerjalina.
Skeleton Technologies – superkondensaatorid ja süsinikmaterjalid
Kuigi Skeleton Technologies on tuntud oma superkondensaatorite poolest, põhineb tõeline uudisväärtuslik lahendus karbiinpõhisel süsinikul – ainulaadsel Eesti arendusel, mis on ühtaegu tugev ja erakordselt hea elektrijuht. Sellest valmistatud elektroodid võivad olla kergemates ja kiiremini laadivates energiasalvestites üks oluline komponent. Võimalik rakendus: kombineeritud energiaallikad (aku + superkondensaator), mis sobivad hästi linna- ja hübriidsõidukitesse.
Fibenol – puidujääkidest keemiatööstuse toormeks
Eesti ettevõte Fibenol on loonud uudse tehnoloogia, mis võimaldab puidu jääkfraktsioonidest (nt saepuru) valmistada liimi-, plast- ja tekstiilitööstuse komponente, asendades taastumatuid matejrale. Fibenoli ligniini ja hemitselluloosi baasil loodud ühenditel on potentsiaali asendada naftapõhiseid vaigukomponente sõidukite sidematerjalides (nt liimid, isolatsioon, täitematerjalid).
| Materjal | Päritolu | Staatus 2025 | Kasutuselevõtu prognoos | Tõenäosus enne 2028 |
|---|---|---|---|---|
| Mikrovetikaplast (Bloom) | USA | Piloottootmine, koostöö Fordiga | 2026–2027 | ✅ Väga suur |
| Ringlussevõetud liitium (Cylib) | Saksamaa/Belgia | Piloottehased, EL tugi | 2026–2028 | ✅ Suur |
| Skeletoni karbiinsüsinik | Eesti | Turul superkondensaatorina | 2026–2028 | ✅ Suur |
| Bambuskomposiit (IIT Guwahati) | India | Prototüüp/laborikatsetused | 2027–2029 | ⚠️ Keskmine |
| Fibenoli ligniinipõhised vaigud | Eesti | Tööstuslik tootmine alanud | 2027–2030 | ⚠️ Keskmine |
| TalTechi jääkmaterjalide komposiidid | Eesti | Arendusjärgus, projektitoetus | 2028–2032 | 🔶 Madal |
*IAA Mobility 2025 – Euroopa suurim liikumis- ja tulevikutranspordi mess IAA Mobility (saksa keeles Internationale Automobil-Ausstellung) on Euroopa juhtiv autotööstuse ja liikumislahenduste mess, mis keskendub tuleviku mobiilsusele, elektrifitseerimisele, digitaliseerimisele ja kestlikele tehnoloogiatele. Mess ühendab autotööstuse, tehnoloogiaettevõtted, linnaplaneerijad ja kestliku liikumise eestvedajad ühte platvormi. 2025. aastal toimub IAA Mobility 9.–14. septembril Saksamaal Münchenis.
Allikad:
-
IAA MOBILITY 2025 ametlik koduleht
https://www.iaa-mobility.com – teave messi toimumise aja, koha ja teemade kohta. -
Daimler AG / Mercedes-Benz Group
-
Sindelfingeni tehase uudised ja materjalitehnoloogia arengud: https://group.mercedes-benz.com
-
-
Toyota Motor Corporation
-
Setsuna kontseptauto ja puidupõhised lahendused: https://global.toyota
-
-
BMW Group PressClub
-
BMW i8 materjalikasutus ja süsinikkiud: https://www.press.bmwgroup.com
-
-
Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology (UMSICHT)
-
Elektroaktiivsete plastide ja energiakogumise uuringud: https://www.umsicht.fraunhofer.de
-
-
EDAG Engineering Group AG
-
“Light Cocoon” ja “Soulmate” kergkonstruktsioonide kontseptsioonid: https://www.edag.com
-
-
Ford Motor Company – Sustainability Reports
-
Biomaterjalide kasutus ja koostöö Jose Cuervoga: https://corporate.ford.com
-
-
International Organization for Standardization (ISO)
-
ISO 14040 ja ISO 14044 standardid elutsükli analüüsi (LCA) kohta: https://www.iso.org
-
-
European Commission – Circular Economy and Eco-Design
-
Ülevaade taastuvate ja ringluses olevate materjalide keskkonnamõjust autotööstuses: https://ec.europa.eu/environment
-
Kaanepilt: Pexels