Ključne usmeritve SRIP-a MATeriali kot končni PROdukti (SRIP MATPRO)

 1.) Ključni cilji SRIP

Ključni cilj SRIP MATPRO je vzpostavitev verig vrednosti s poudarkom na proizvodnji materialov, namenjenih proizvodnji kompleksnih izdelkov z visoko dodano vrednostjo in velikim potencialom za umestitev v globalne vrednostne verige. Povezovanje bo temeljilo na promoviranju in povečevanju razvojne ambicioznosti in kvalitete ter globine strateškega povezovanja in vzpostavljanja horizontalnih mrež, doseganju kritične mase kompetenc in kapacitet, dopolnjevanju različnih tehnologij v smislu razvoja novih materialov, produktov in storitev, celovitosti pokrivanja celotnega cikla od razvoja do trženja, ter na naslavljanju tehnoloških in netehnoloških inovacij, spodbujanju podjetništva ter zagotavljanju drugih skupnih storitev. Pri tem bo skupni razvoj RR iniciativ potekal v dveh osnovnih smereh in sicer preko skupnega predkonkurenčnega razvoja med podjetji iz sorodnih panog, kjer gre za reševanje fundamentalnih izzivov ter s skupnim razvojem v okviru vzpostavljenih vrednostnih verig, med podjetji različnih panog. Za člane bomo zagotovili ustrezno raziskovalno okolje, ki je še posebej pomembno za srednja in manjša podjetja. S tem bomo prispevali k zmanjševanju tveganj za vlaganja v visokotehnološko opremo, doseganju kritične mase kompetenc, kapacitet in naložbenega potenciala, povečali izkoriščenost opreme ter prispevali k vzpostavljanju trajnih poslovnih odnosov. 

 Glavni cilji operacije:

•         okrepitev sodelovanja proizvajalcev končnih materialov, ki dosegajo visoko dodano vrednost in nastopajo v mednarodnih verigah vrednosti, med seboj ter z inštitucijami znanja,

•         identifikacija verig vrednosti (SLO): 2017 – 2023: 5 verig, 2019 – vzpostavitev najmanj 2 verig; 2023 - vzpostavitev najmanj 3 (dodatnih) verig, od tega identifikacija verig vrednosti (mednarodno): 2017 – 2023: 3 verige, 2019 - vzpostavitev 1 verige, 2023 - vzpostavitev 2 verig. Vsi navedeni cilji predstavljajo najnižje vrednosti, za katere pričakujemo, da bodo presežene.

Cilji do leta 2023:

•         dvig dodane vrednosti na zaposlenega v podjetjih na področju proizvodnje zlitin in kovin (ki sodelujejo v vzpostavljenih in primerno podprtih verigah vrednosti) za 25% do leta 2023,

•         povečanje izvoza in dodane vrednosti na zaposlenega na področju pametnih premazov (ki sodelujejo v vzpostavljenih in primerno podprtih verigah vrednosti) za 20%.

•         povečanja vlaganj v razvoj za 15%, dodane vrednosti za 5% in izvoza na področju pametnih multikomponentnih materialov za 10%,

•         intenzivnost in kvaliteta zastopanja slovenskih interesov v okviru mednarodnih organizacij, partnerstev in konzorcijev (6),

•         število razvitih skupnih storitev (10),

•         število relevantnih pobud z vidika razvojne politike npr. pobud za izvedbo inovativnih javnih naročil (8).

2.) Ključni globalni kazalniki

Kazalniki uspešnosti in izhodiščne vrednosti, predstavljeni v tabelah, so namenjeni spremljanju uspešnosti vseh vrednostnih verig, ki so vključene v SRIP MATPRO. Namen je preveriti in spremljati kakšne poslovne rezultate daje predvidena oblika sodelovanja. V primeru, da veriga vrednosti v določenem 3-letnem obdobju (prvem ali drugem) ne dosega začrtane rasti vsaj v štirih od sedmih  kazalnikov uspešnosti (vsi kazalniki so zapisani v tekstu Akcijskega načrta), ekonomsko ni uspešna. Izjemo predstavljajo vnaprej določena opredeljena tveganja, ki še posebej močno prizadenejo vsa podjetja v določenih dejavnostih, vendar mora tudi v tem primeru veriga vrednosti dosegati boljše poslovne rezultate kot primerljiva dejavnost (nižji padec dodane vrednosti).

3.) Strategija SRIP

SRIP MATPRO je osredotočen na materiale ter prednostno na proizvodnjo materialov. Materiali so razdeljeni na kovinske materiale, ki vključujejo metalurgijo, livarstvo in tehnologije pridelave, obdelave in predelave ter multikomponentne materiale, katerih glavna značilnost je, da niso homogeni, temveč vključujejo različne materiale/komponente, združene na zelo različne načine (od premazov, nanokompozitov, večslojnih folij, lepljenih struktur, do klasičnih kompozitov). Glavni cilj dela SRIP MATPRO je vzpostavljanje vrednostnih verig in mrež za skupni razvoj na področju materialov, zato so, poleg same proizvodnje materialov, v obravnavo vključeni tudi dobavitelji osnovnih komponent in surovin, obdelava materialov, predelava materialov, kot tudi proizvajalci končnih izdelkov. SRIP MATPRO daje močan poudarek tako materialom kot tudi tehnologijam.

Področje materialov kot končnih produktov je v Evropi izrazito poudarjeno prednostno področje, ki neposredno in v celoti sledi načelom pametne specializacije ter podpira regijsko prednost Slovenije. Analiza področja materialov, svetovnih trgov in trendov, industrijskih potreb in RR izzivov, kompetenčnih prednosti, raziskovalno-razvojnih kapacitet in predvsem potenciala slovenskih gospodarskih družb je pokazala, da primerjalne prednosti deležnikov v Sloveniji izstopajo na naslednjih področjih: (i) visoka specializiranost in visoka stopnja prilagodljivosti, (ii) visoka tehnološka intenzivnost in usmerjenost v inovacije, (iii) relativno dobra organizacija in čvrstost, (iv) odgovorno ravnanje, efektivna raba virov in visoka stopnja recikliranja, (v) tesno sodelovanje gospodarskih družb in institucij znanja pri rabi javnih RR sredstev, (vi) vključenost v globalne verige, (vii) nišni način delovanja pri srednjih in majhnih podjetjih, (viii) dobro poznavanje trga in (ix) izkoriščanje lokalnih ponudnikov. Na podlagi opravljene analize je bil identificiran nabor fokusnih področij, ki ustrezajo kriterijem za razvoj prebojnih pobud. Pri tem so bile ključne obstoječe kompetence, kritična masa in potencial povezovanja v verige oz. mreže vrednosti, ki bi omogočile razvoj prebojnih rešitev.

Sestava SRIP MATPRO:

-          GZS kot prijavitelj z 2 panožnima industrijskima združenjema s svojimi člani (86 mikro podjetij, 47 malih podjetij, 61 srednjih podjetij in 37 velikih podjetij, od tega pol v vzhodni regiji in pol v zahodni regiji), ki predstavlja ožje podporno okolje,

-          neposredni člani SRIP MATPRO (20 podjetij in 4 inštitucije znanja), pri čemer znanstveno-raziskovalni inštituti in inštitucije znanja tvorijo širše podporno okolje,

-          Pogovori o sodelovanju tečejo z mnogimi subjekti, tako s podjetji kot z inštitucijami znanja, vključno z dvema največjima univerzama. 

Članstvo SRIP zagotavlja kritično maso kompetenc in kapacitet.

Področje razvoja kadrov je eden ključnih elementov dolgoročnega doseganja zastavljenih ciljev, zato mu SRIP MATPRO posveča poseben poudarek. Delo bo obsegalo napoved potreb po kompetencah, ugotavljanje vrzeli v sedanjih in potrebnih kompetencah ter razvoj ustreznih programov za pridobivanje manjkajočih kompetenc.

SRIP MATPRO podpira internacionalizacijo dejavnosti, ki ima tri ključne usmeritve: 1) povezovanje v evropske iniciative (S3 tematske platforme vključno s pilotnimi projekti (npr. Vanguard iniciative), vstopanje v evropske razvojne projekte (npr. H2020), 2) povezovanje s tujimi partnerji v okviru razvoja vrednostnih verig, pri čemer so izhodiščna točka obstoječe navezave slovenskih podjetij, 3) promocija slovenske industrije v tujini preko dogodkov ali obiskov.

4.) Fokusna področja z opredelitvijo aktivnosti skupnega razvoja

Identificirana fokusna področja, na katerih bo SRIP MATPRO spodbujal skupne raziskovalno-razvojne naloge, so:

a)  Področje jekel in posebnih zlitin.

i)   Za doseganje visokih standardov kakovosti, zanesljivosti in varnosti je pomembna čistost jekla in zlitin oziroma kontrola nekovinskih vključkov, napak in nepravilnosti v mikrostrukturi. Zahteve avtomobilske industrije po zniževanju porabe in vpliva na okolje na drugi strani diktirajo uporabo naprednih visokotrdnostnih jekel, ki, poleg ekstremnih mehanskih lastnosti, zagotavljajo tudi 100% reciklabilnost. Razvoj novih naprednih kovinskih materialov za najzahtevnejše aplikacije in delovne pogoje pa bo omogočil občutno izboljšanje procesov pridobivanja in shranjevanja energije, zaščite okolja in izboljšanje kakovosti življenja.

ii)  Področja skupnega razvoja, kjer ima Slovenija izkazan potencial in kritično maso:

1.  Koncept ultračistih jekel in zlitin - vključki znižujejo trdnostne, predvsem pa dinamične lastnosti materiala, kar pomeni manjšo zanesljivost. Izdelava ultra-čistih jekel vključuje RR iniciative na celotnem področju tehnologij izdelave jekla, od sekundarne metalurgije (AOD, VOD, VIM, VAR, EPŽ) povezane s termodinamskimi izračuni, razumevanjem in modeliranjem procesov gibanja vključkov v talini, in-situ opazovanja nekovinskih vključkov v talini (nastajanje, izločanje, raztapljanje in interakcije med vključki), vpliva žlindre, novih metod karakterizacije in analize vključkov, do ponovne metalurgije, vakuumskih postopkov obdelave jeklene taline (VD, VAD, VOD) in specialnih metalurških postopkov.

2. Visokotrdnostna jekla in njihovo preoblikovanje - s prehodom na visokotrdnostna jekla, ki združujejo visoko trdnost in elastične lastnosti se, poleg samega razvoja, srečujemo tudi s težavami preoblikovanja, obdelave in spajanja teh materialov. Potencial in kompetence so na področju kompleksnih tremo-mehanskih predelav, razvoja visokotrdnostnih martenzitnih jekel in njihove toplotne obdelave, tretje generacije visokotrdnostnih jekel in nano-strukturiranih bainitnih jekel, izdelave ustreznih orodnih jekel, zaščite površine orodij, priprave in zaščite visokotrdnostnega jekla, preoblikovanja, izdelave in funkcionalizacije površine izdelkov.

3. Napredni kovinski materiali za zahtevne aplikacije - Slovenska metalurška industrija ima v primerjavi z masovnimi proizvajalci prednost hitre prilagoditve na nišno proizvodnjo. S tem ima potencial na področju razvoja naprednih kovinskih materialov, ki vključuje izdelavo novih kvalitet jekla, npr. maraging jekel, nikljevih super-zlitin, specialnih jekel za visokotemperaturne aplikacije in biokompatibilnih kovinskih materialov, podprtih s simulacijami in optimizacijo celotne procesne poti.

b) Področje aluminija:

i)   Poleg avtomobilske in letalske industrije imajo Al zlitine ogromen potencial tudi v širokem spektru ostalih področij, kot so medicina, farmacija, vojaška industrija, interierij, itd. Pri tem se zahteva razvoj novih visokotrdnostnih in korozijsko odpornih zlitin aluminija, ki naj bi združevale 100% reciklabilnost, nizko težo, visoko nosilnost in maksimalno absorbcijo energije.

ii)  Področja skupnega razvoja, kjer ima Slovenija izkazan potencial in kritično maso:

1.  Nove visokotrdnostne in ultračiste zlitine Al - Lastnosti standardnih aluminijevih zlitin, tudi visoko kvalitetnih, ne izpolnjujejo več strogih zahtev visokotehnoloških aplikacij, pri katerih se zahteva natezna trdnost tudi več kot 600 MPa. Zato so RR iniciative usmerjene v razvoj novih visokotrdnostnih in ultra-čistih Al zlitin z boljšimi mehanskimi lastnostmi in korozijsko odpornostjo, ki vključujejo uvedbo novih postopkov legiranja, rafinacij taline, obdelave z udrobnjevalnimi in modifikacijskimi sredstvi ter ustrezen potek strjevanja in termo-mehanske predelave.

2. Alternativni postopki izdelave in maksimalna reciklaža Al – Al zlitine so razvrščene v kvalitetne razrede s posebnimi lastnostmi in z zelo ozko opredeljenimi legirnimi elementi, kar omejuje njihovo izdelavo zgolj z uporabo sekundarnih surovin. Za doseganje višje stopnje recikliranja se razvoj osredotoča na nove - recikliranju prijazne zlitine, ki temeljijo na osnovnem razumevanju kompleksnega vpliva večjega števila elementov v sledovih na lastnosti Al zlitin, zamenjavo obstoječih standardov, temelječih na čistosti primarnega aluminija, s standardi čistosti odpadkov in vpeljavo ustreznih postopkov sortiranja odpadkov.

3. Tlačno litje Al zlitin – trendi so usmerjeni v izdelavo novih visokotrdnostnih, temperaturno stabilnih in korozijsko obstojnih livnih Al zlitin za izdelavo kompleksnih Al ulitkov za področja letalske, avtomobilske in vesoljske industrije. Z obsežno mrežo livarn in proizvodnje aluminijevih zlitin ima Slovenija občuten potencial, ki zahteva osvojitev novih tehnologi posebnih postopkov litja in hitrega strjevanja, razvoj novih in raziskavo modificiranja livarskih Al zlitin ter določitev vpliva kemijske sestave, pogojev strjevanja in ohlajanja ter toplotne obdelave.

c)  Področje tehnologij.

i)   Področje klasičnih izdelovalnih tehnologij se razvija v optimizacijo in izboljšavo obdelovalnih postopkov, razvoj novih orodij in izdelovalnih tehnologij, pri čemer postaja reciklaža, tako osnovnih kot tudi pomožnih materialov in stranskih produktov, vedno pomembnejši segment proizvodnega procesa kovinskih in nekovinskih materialov. Največji napredek in spremembo na področju tehnologij prinašajo dodajne oz. aditivne tehnologije 3D tiska.

ii)  Področja skupnega razvoja, kjer ima Slovenija izkazan potencial in kritično maso:

1.  Hitro prototipiranje in dodajne tehnologije - RR potencial in poudarek bo na razvoju novih kovinskih materialov, pripravljenih za 3D tisk, obvladovanju mikrostrukture in vplivu smeri gradnje in gostote, izdelavi tiskanih izdelkov velikih dimenzij, tiskanih kompozitov in nanokompozitov, večji natančnosti tiska in kvalitete površine ter gradientni fazni strukturiranosti.

2.  Reciklaža (kovinski materiali, redke zemlje, kompoziti, pomožni materiali, stranski produkti) - uspešna reciklaža se začne že pri razvoju materiala, konstruiranju komponent in načrtovanju proizvodnega procesa, ki vključuje tudi reciklažo pomožnih materialov, sekundarnih produktov in odpadnih materialov. Potencial in kompetence izvajanja maksimalne reciklabilnosti obstajajo na področju proizvodnje surovin in pomožnih materialov, proizvodnje jekla in aluminija, livarstva, izdelave kovinskih izdelkov in trajnih magnetov, proizvodnje kompozitov, elastomerov, ter pomožne dejavnosti razgradnje, rokovanja in uporabe sekundarnih produktov.

3.  Napredne tehnologije litja in izdelave ulitkov - trendi v tehnikah in tehnologijah litja se z razvojem materialov in povečanjem kompleksnosti in dimenzijske točnosti ulitkov pomembno spreminjajo, kar velja tako za litje v enkratne kot tudi trajne forme. Glavni poudarek je na livnosti, t.j. sposobnosti taline, da zapolni tanko steno, razvoju ekološko sprejemljivih peščenih mešanic in uvajanju integrirane simulacijske optimizacije produkta in proizvodnje.

4.  Sodobne tehnologije predelave polimerov in hibridnih materialov – v proizvodnji izdelkov se teži k vgradnji lažjih, a po mehanskih lastnostih primerljivim materialom klasično uporabljenim kovinam in iščejo cenejše in energetsko bolj učinkovite rešitve izdelovalnih procesov, s katerimi je mogoče izdelovati kompleksne komponente. V segementu sodobnih tehnologij predelave je izrazit potencial na področju večkomponentnega brizganja polimerov, funkcijske integracije strukturnih komponent v brizgane izdelke, stiskanja poliuretanskih plošč z naprševanjem dolgih vlaken in izdelavi hibridnih izdelkov.

d) Področje multikomponentnih pametnih materialov

i)  pametna integracija različnih komponent v enoten material presega dosedanje okvire lastnosti in odpira pot do popolnoma novih materialov z do sedaj nedostopnimi latnostmi.

ii) Področja skupnega razvoja, kjer ima Slovenija izkazan potencial in kritično maso:

1.  Večkomponentna pametna vlakna in tekstili – nova generacija večkomponentnih vlaken in tekstilov z vgrajenimi funkcijami (komponente, ki se odzivajo na okolje, senzorji), ki pasivno ali aktivno prispevajo k varnosti (antibakterijsko delovanje, razelektritev), podajajo informacijo (UV senzorji), ali omogočajo udobje (pasivno ali aktivno ohranjanje optimalne temperature). Hkrati se poveča ali ohrani osnovne funkcije materiala kot so trdnost, obstojnost itd. in hkrati prehaja na obnovljive ali reciklirane surovine za večjo trajnost.

2.  Kompoziti - osvajanje in preseganje state-of-the-art sestave, proizvodnje, obdelave in ponovne uporabe ključnih komponent v večini visoko-tehnoloških sektorjev (npr. letalstvo, avtomobilizem, energija, prosti čas/šport, gradnja). Avtomatizacija in krajšanje proizvodnje, nove surovine (termoplastične smole), kombinacija z aditivnimi tehnologijami. Vzdrževanje in recikliranje kompozitov je zaenkrat še neizkoriščen potencial.

e)  Področje funkcionalnih premazov in naprednih veziv.

i) Ključna vloga in področje aplikacije premazov in veziv za zaščito izdelkov in spajanje večkomponentnih struktur se povečujeta, vendar morajo premazi/veziva ustrezati vedno višjim zahtevam, zaradi česar je potrebna nova generacija materialov.

ii) Področja skupnega razvoja, kjer ima Slovenija izkazan potencial in kritično maso:

1.  Funkcionalni premazi – premazi naslednje generacije bodo združevali okoljsko sprejemljivost (brez hlapnih organskih topil, obnovljive komponente), funkcionalnost (funkcionalna nanopolnila, indikatorji izrabe in poškodb) in obstojnost (samoobnovljivi premazi).

2.  Smole in veziva - nove generacije bodo imele manjše izpuste (opuščanje/zamenjava topil), spremenjeno sestavo z izboljšano funkcionalnostjo in širšo aplikacijo, kot tudi možnost hitre aplikacije (primerno za hitro proizvodnjo npr. kompozitov ali lepljenih struktur). Poudarek bo tudi na uvedbi obnovljivih komponent.