Jest więc o co walczyć, starając się odchudzić samochód, zwłaszcza, że w ciągu ostatniego półwiecza rosnący wymagania w kwestiach bezpieczeństwa i i coraz lepsze wyposażenie aut spowodowały znaczny wzrost ich wagi.

Podczas gdy w latach 60. i 70. XX wieku kompaktowe samochody ważyły mniej więcej 850 – 900 kg, teraz ich waga przekracza 1200 kg. Z wyposażenia rezygnować nie lubimy, z wymogów bezpieczeństwa nie możemy. Co pozostaje? Zastosować materiały, które zapewnią odpowiedni poziom bezpieczeństwa, mimo wagi niższej niż tradycyjna stal.

Kilka lat temu Volkswagen przygotował projekt superlekkiego auta kompaktowego, w którego nadwoziu miało być tylko 66 kg stali, a do tego 96 kg aluminium, 11 kg magnezu i 7 kg tworzyw wzmacnianych włóknami szklanymi. Dzięki temu nadwozie to miało być o ponad jedną trzecią lżejsze od standardowego. Tyle, że aluminium pozwala oszczędzać sporo wagi, ale za to winduje cenę samochodu. Konstruując obecną generację Golfa Volkswagen postanowił więc pozostać przy stali, aluminium rezerwując dla Audi. Sięgnięto jednak po stale specjalne, wysokowytrzymałe, które dzięki domieszkom uzyskują parametry lepsze od stali czarnej przy znacznie niższej wadze.

Stale specjalne to jednak nie ostatni kierunek, w jakim specjaliści od metali poszukują nowych rozwiązań. Teraz na celowniku są kompozyty. Co to takiego? Ujmując rzecz w dużym uproszczeniu to dwa materiały wzajemnie się uzupełniające i poprawiające nawzajem swoje właściwości.

Wszyscy fani motoryzacji słyszeli w ostatnich latach o kompozytach. Zwykle jednak były to stosowane w budowie nadwozi kompozyty FRP (tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami) lub CRFP ( tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami węglowymi). W wypadku CRFP stworzone z niego struktury są nawet o 80 proc. lżejsze od stalowych. Niestety mają one jedną podstawową wadę  – cenę. Są bowiem jeszcze droższe niż aluminium. Dlatego znajdziemy je dopiero w bolidach Formuły 1 lub innych wyczynowych samochodach, a także w rzadkich i najdroższych sportowych superautach. Wprowadzenie ich do masowo produkowanych marek byłoby zbyt drogie.

Naukowcy starają się jednak wciąż opracowywać nowe materiały. Nad nowymi kompozytami pracują m.in. BASF i Total. Opracowywane są jednak także kompozyty na bazie ceramiki i metali. Wspomniane wcześniej aluminium po wzmocnieniu węglowymi nanorurkami zmienia się w kompozyt o nazwie CNT i zyskuje twardość stali, nie tracąc przy tym na swej lekkości. Z drugiej strony stosując CNT w grafitowych elektrodach akumulatorów litowo – jonowych możemy zwiększyć ich pojemność. Niestety, oba zastosowane materiały należą do drogich.

W ramach projektu KomCerMet, finansowanego z Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka nad nowymi kompozytami oraz nanokompozytami dla przemysłu motoryzacyjnego i lotnictwa pracowało wspólnie kilka polskich uczelni, m.in. Akademia Górniczo – Hutnicza, Politechnika Wrocławska i Politechnika Łódzka, wspomaganych m.in. przez General Motors i KGHM Ekoren. W ramach tych prac badano trzy grupy kompozytów:

• Kompozyty infiltrowane, tworzone przez wypełnianie ciekły, metalem porowatych preform ceramicznych. Otrzymane kompozyty są bardzo wytrzymałe, a zastosowanie wzmocnienia w postaci włókien pozwala na zmniejszenie współczynnika rozszerzalności cieplnej, co ma znaczenie np. w przypadku tłoków silników spalinowych.
• Kompozyty spiekane na osnowach metalowych (tytan, aluminium) i ceramicznych. Mają one lepsze właściwości mechaniczne niż konwencjonalne metale, np. większą odporność na ściskanie. Materiały z domieszką renu charakteryzowały się wysoką odpornością na ścieranie. Podczas badań wykorzystano te materiały do tworzenia gniazd zaworów silnika spalinowego.
• Wielofunkcyjne powłoki nanokompozytowe, czyli powłoki samosmarujące na bazie siarczku molibdenu, na podłożu stalowym. W ramach projektu stworzono sworzeń wahacza w którym nie trzeba stosować smaru.

W innym, europejskim programie Matrans pracowano nad kompozytami gradientowymi FGM z wykorzystaniem materiałów na osnowie miedzi, stopu miedzi i srebra z zawartością umacniającą cząstek ceramicznych tlenku glinu.  W ramach prac stworzono dyszę do silnika rakietowego, zawory do silników spalinowych oraz tarcze hamulcową. W przypadku zaworów otrzymano lekki materiał odporny na wysoką temperaturę, ścieranie i korozję.

Tarcza hamulcowa z materiały FGM jest nie tylko lekka, ale także odporna na wysoką temperaturę, ścieranie oraz zużycie. Poza tym charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na zginanie w temperaturze pokojowej  i w wysokich temperaturach, dobrze przewodzi ciepło, a do tego ma zwiększoną stabilność strukturalna w dużym zakresie temperatury.

Zdaniem profesora Michała Basisty z Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN nowe materiały mają szczególne znaczenie dla rozwijających się dopiero samochodów z napędem elektrycznym. Dla zapewnienia sensownego zasięgu konieczne są ciężkie akumulatory, które stanowią one obecnie dużą część masy tych pojazdów i prowadzone od lat prace nad zmniejszeniem ich wagi, a zwiększeniem pojemności przynoszą niewielkie efekty.

Po tego typu rozwiązania sięgają nie tylko znani producenci. Także polscy producenci części szukają możliwości zastosowania nowych materiałów. Coraz częściej dobór odpowiednich materiałów przechodzi na stronę wytwórców części.

To istotna zmiana w roli firm działających w Polsce.