Polimer zamiast metalu: jak technologia i ludzie tną koszty w automotive
Branża automotive zmienia się dziś pod presją technologii, kosztów i nowych wymagań rynku. Dostawcy komponentów muszą rozwijać rozwiązania dla pojazdów nisko i zeroemisyjnych, inwestować w nowe technologie, a jednocześnie utrzymywać opłacalność produkcji w warunkach silnej presji finansowej. Dlatego coraz częściej sektor ten szuka przewagi już na etapie projektowania części, doboru materiałów i przygotowania procesu produkcyjnego. Jednym z przykładów jest zastępowanie elementów metalowych nowoczesnymi polimerami.
Z badania CLEPA Pulse Check „One in four European automotive suppliers bracing for losses in 2026, CLEPA survey reveals” wynika, że 76% dostawców automotive spodziewa się w 2026 r. rentowności poniżej 5%, a 24% oczekuje ujemnej rentowności. W takim otoczeniu coraz większego znaczenia nabierają decyzje podejmowane już na etapie projektowania części. Liczy się masa elementu, liczba komponentów, prostota montażu i możliwość ograniczenia dodatkowych operacji, takich jak obróbka, spawanie czy zabezpieczenia antykorozyjne.
Dlatego coraz częściej punktem wyjścia do takiej optymalizacji staje się dobór materiału. W wybranych zastosowaniach zastąpienie metalu odpowiednio zaprojektowanym polimerem może oznaczać lżejszy komponent, prostszy proces produkcyjny i niższy koszt całkowity.
– Największa wartość polimerów w automotive pojawia się tam, gdzie jednocześnie liczą się masa komponentu, integracja kilku funkcji w jednym detalu oraz skrócenie procesu produkcyjnego. W zależności od zastosowania, zastąpienie metalu odpowiednio dobranym polimerem może obniżyć masę części o 30–60%. Przekłada się to na lepszą efektywność energetyczną pojazdu. W autach elektrycznych ma to szczególne znaczenie, ponieważ niższa masa może pozwolić na zmniejszenie pojemności baterii przy zachowaniu tego samego zasięgu. Wpływa to bezpośrednio na koszt oraz konstrukcję pojazdu – tłumaczy Zofia Szafirowska-Kloc, Dyrektor Finansowy w TEREZ Performance Polymers.
Ekspert TEREZ podkreśla również, że przewaga polimerów nie kończy się na niższej masie komponentu. W przypadku metalu możliwości projektowania części są często ograniczone przez właściwości materiału i sposób jego obróbki. Polimery dają większą elastyczność, ich skład można także dopasować do tego, jaką funkcję ma pełnić dany element. Dzięki temu jedna część może zastąpić kilka osobnych komponentów, np. łącząc funkcję nośną, montażową i przepływową. W praktyce oznacza to prostszą konstrukcję, mniej elementów do złożenia, krótszy montaż i mniejsze ryzyko błędów produkcyjnych.
Polimery mogą uprościć również sposób wytwarzania komponentu, ponieważ pozwalają dobrać technologię do funkcji i geometrii części. Przykładem są kompozyty SMC i BMC, czyli tworzywa termoutwardzalne na bazie nienasyconych żywic poliestrowych, wzmacniane włóknem szklanym. W przypadku takich materiałów finalny kształt elementu można uzyskać w jednym cyklu, bez dodatkowej obróbki, spawania czy zabezpieczeń antykorozyjnych. To ogranicza liczbę etapów produkcji, skraca czas pracy linii i zwiększa powtarzalność jakościową, co przy dużych wolumenach może przełożyć się na niższy koszt wytworzenia.
– Zastępowanie metalu polimerami nie jest dziś rozwiązaniem niszowym. Najwięksi producenci samochodów, tacy jak BMW, Audi, Mercedes-Benz, Volkswagen czy Toyota, wykorzystują takie materiały w wielu obszarach pojazdu. Chodzi m.in. o elementy strukturalne, układy termiczne czy obudowy baterii w samochodach elektrycznych. To pokazuje, że polimery nie są już traktowane wyłącznie jako lżejsza alternatywa dla metalu. Coraz częściej stają się elementem projektowania nowoczesnych, bardziej efektywnych komponentów – dodaje Zofia Szafirowska-Kloc.
Technologia potrzebuje kompetencji
Zastąpienie metalu polimerem pociąga za sobą zmianę nie tylko w konstrukcji części, lecz także w całym sposobie prowadzenia projektu wdrożeniowego. Po stronie firmy oznacza to konieczność ścisłej współpracy konstruktorów, technologów, inżynierów jakości, produkcji, zakupów i zespołów odpowiedzialnych za kontakt z klientem. Nowe rozwiązanie trzeba ocenić pod kątem kosztu jednostkowego, stabilności procesu, wymagań jakościowych, możliwości skalowania oraz wpływu na tempo i organizację produkcji. Bez takich kompetencji nawet dobrze zaprojektowana zmiana materiałowa może pozostać na poziomie koncepcji.
– Zastosowanie nowych materiałów do produkcji zmienia profil kompetencji poszukiwanych w automotive. Coraz większe znaczenie mają pracownicy, którzy potrafią łączyć wiedzę inżynierską z doświadczeniem produkcyjnym, analizą kosztów, walidacją procesu i zarządzaniem zmianą technologiczną. Firmy potrzebują nie tylko operatorów i pracowników produkcyjnych, ale także technologów, konstruktorów, inżynierów jakości, specjalistów automatyzacji oraz młodych inżynierów gotowych do pracy projektowej i wdrożeniowej – tłumaczy Grażyna Pogan, Business Development Manager w Smart Solutions HR.
Jednym z kierunków pozyskiwania kompetencji dla przemysłu jest współpraca z uczelniami technicznymi. Według danych Głównego Urzędu Statystycznego z opracowania „Szkolnictwo wyższe w roku akademickim 2025/2026” w roku akademickim 2024/2025 kierunki z grupy „Technika, przemysł, budownictwo” ukończyło 37 833 absolwentów. To m.in. z tego obszaru wywodzą się kompetencje potrzebne przy projektowaniu części, rozwijaniu procesów produkcyjnych, automatyzacji, kontroli jakości i wdrażaniu rozwiązań materiałowych.
Jednocześnie należy pamiętać, że absolwenci kierunków technicznych nie trafiają wyłącznie do motoryzacji. O tę samą grupę kandydatów konkurują także inne branże przemysłowe, energetyka, budownictwo czy sektor maszynowy. Dlatego firmy potrzebujące inżynierów, technologów produkcji, automatyków, konstruktorów i specjalistów jakości powinny budować relacje z uczelniami wcześniej niż dopiero w momencie rozpoczęcia rekrutacji.
– Polskie uczelnie mają potencjał, aby wspierać przemysł w rozwoju zaawansowanych materiałów i konkurować kompetencyjnie z większymi rynkami europejskimi. Ośrodki badawcze, takie jak Politechnika Warszawska, Politechnika Śląska, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Politechnika Poznańska czy Politechnika Rzeszowska, prowadzą prace m.in. nad polimerami konstrukcyjnymi, kompozytami, zachowaniem tworzyw w procesie przetwarzania, modyfikacją powierzchni i analizą właściwości mechanicznych. To kompetencje porównywalne z tym, czym dysponują uczelnie w takich krajach jak Niemcy czy Włochy. Różnica często nie dotyczy jednak jakości wiedzy, lecz skali finansowania badań i możliwości rozwijania projektów od etapu laboratoryjnego do wdrożenia przemysłowego. Polska może budować przewagę w obszarze wdrożeń dzięki elastyczności, krótszej ścieżce decyzyjnej i praktycznemu podejściu do projektów. W wielu projektach badawczo-rozwojowych to właśnie polskie zespoły szybciej przechodzą od koncepcji do prototypu i walidacji materiałowej – ocenia Zofia Szafirowska-Kloc, Dyrektor Finansowy w TEREZ Performance Polymers.
Z laboratorium do produkcji
W tym kontekście sam potencjał uczelni i młodych inżynierów nie wystarczy do zbudowania przewagi przemysłowej. Kluczowe jest to, czy wiedza z placówek edukacyjnych trafia do firm i zamienia się w rozwiązania możliwe do zastosowania w produkcji. Dlatego współpraca biznesu z uczelniami nie powinna kończyć się na jednorazowych projektach czy stażach. Największą wartość mają takie inicjatywy, w których studenci, zespoły badawcze i firmy pracują nad aktualnymi problemami w gałęzi przemysłowej m.in. doborem materiału do konkretnej części, uproszczeniem procesu produkcji czy ograniczeniem kosztów.
– Jednym z największych wyzwań w wykorzystaniu potencjału polskich uczelni przez przemysł pozostaje komercjalizacja wiedzy akademickiej. Kluczowe jest skrócenie dystansu między ośrodkami badawczymi a firmami produkcyjnymi. W Polsce mamy świetne kompetencje naukowe, ale wiele pomysłów zatrzymuje się na etapie badań, prób laboratoryjnych albo prototypów. Aby mogły trafić do produkcji, trzeba sprawdzić je pod kątem kosztów, dostępności surowców, parametrów procesu, wymagań jakościowych i oczekiwań klientów. To nie jest problem braku wiedzy, tylko przełożenia jej na warunki przemysłowe – dodaje Zofia Szafirowska-Kloc.
W związku z tym największą barierą pozostaje niedopasowanie oczekiwań po stronie nauki i biznesu. Uczelnie pracują nad rozwiązaniami bardzo innowacyjnymi, ale nie zawsze od początku uwzględniają ograniczenia przemysłu, takie jak koszt materiału, skala produkcji, dostępność komponentów czy wymagania procesowe. Firmy z kolei nie zawsze wystarczająco precyzyjnie określają, jaki problem
technologiczny chcą rozwiązać. Dlatego skuteczna komercjalizacja wymaga stałych partnerstw, w których biznes jest zaangażowany już na etapie definiowania założeń projektu, a nie dopiero wtedy, gdy gotowe rozwiązanie szuka zastosowania w produkcji.
W projektach materiałowych ten etap jest szczególnie ważny, ponieważ różnica między obiecującym materiałem a rozwiązaniem gotowym dla przemysłu jest bardzo duża. Materiał musi nie tylko dobrze wypaść w badaniach, ale też sprawdzić się w konkretnym procesie, przy określonych kosztach, wymaganiach jakościowych i oczekiwanej skali produkcji. Dlatego firmy pracujące nad nowymi tworzywami coraz częściej łączą prace laboratoryjne z próbami produkcyjnymi, analizą kosztów i testami prowadzonymi pod kątem zastosowania u klienta. W takim modelu działają m.in. projekty realizowane przez TEREZ Performance Polymers, gdzie inżynierowie pracują nad materiałami takimi jak PA, PBT czy PPS, ale równolegle oceniają ich możliwość wykorzystania w realnych warunkach przemysłowych.
– Przykład zastępowania metalu polimerem dobrze pokazuje, w jakim kierunku zmienia się automotive. Przewaga konkurencyjna nie będzie wynikała wyłącznie z dostępu do technologii, ale z umiejętności jej wdrożenia. Nowe materiały, automatyzacja i elektromobilność wymagają ludzi, którzy potrafią połączyć wiedzę inżynierską z praktyką produkcyjną i kalkulacją biznesową. Dlatego firmy, które chcą utrzymać konkurencyjność, muszą inwestować nie tylko w rozwiązania technologiczne, ale też w zespoły zdolne przenieść je z etapu koncepcji do produkcji – podsumowuje Grażyna Pogan, Business Development Manager w Smart Solutions HR.
Źródła: CLEPA Pulse Check, „One in four European automotive suppliers bracing for losses in 2026, CLEPA survey reveals”; Główny Urząd Statystyczny, „Szkolnictwo wyższe w roku akademickim 2025/2026”.
