汽车制造商保时捷正在利用有机材料在汽车制造应用中的优势。新的718开曼GT4 Clubsport车型采用了由天然纤维复合材料制成的车身部件，这些部件是由HOFZET应用中心开发，HOFZET是wilhelm - klauditz - institutwki弗劳恩霍夫木材研究中心以及汉诺威应用科学与艺术大学生物塑料和生物复合材料研究所的一部分。登记统计数字表明，由于安全功能的改进和更多电子设备，新车的重量正在逐步增加。
重量增加还意味着更高的燃料消耗，这与减少二氧化碳排放的总体目标背道而驰。重量也是电动汽车的一个重要因素，因为电动汽车需要更大、更重的电池才能最大限度地续航，这是一个决定性的销售标准。因此，轻量化设计新发展是真正高效的电动汽车绝对先决条件。根据麦肯锡(McKinsey)的一项研究，到2030年汽车轻量化部件的比例必须从30%上升到70%，以抵消电动汽车和电动机导致的汽车重量增加。
到目前为止，最受欢迎的解决方案是轻质钢材和碳纤维增强塑料。但这种解决方案也有其缺点：首先，它需要在机械加工、维修和回收方面面临巨大的挑战。其次，制造这些材料是高度能源密集，从减轻重量积极的环境方面减去。因此，弗劳恩霍夫WKI的研究人员提出了一个问题：是否可以用其他纤维材料来减轻组件的重量，只在碳纤维具有结构优势的地方使用碳纤维，研究了各种现成生态材料的技术特性、可用性和成本效益。
因为一个可行的工业解决办法必须具有积极的技术、生态和经济影响。天然纤维增强塑料就是答案，作为有机复合材料的组成部分，植物纤维是轻型车体的可持续选择。该生物成分改善了工业高性能复合材料在制造、使用和处置过程中的生态影响。从经济上讲，使用可再生原材料是有益的。因为天然的木材和黄麻纤维比碳纤维更便宜，而且制造所需的能源更少，因此，减少重量的好处并不会带来高昂的价格。
此外，在工业加工和汽车应用方面还有其他优势：有机复合材料天然生长的结构赋予材料声学阻尼特性，并减少了碰撞时的碎片，这一点很重要。这些观点足以让保时捷信服，弗劳恩霍夫WKI实验室的科学家们与保时捷汽车运动(Porsche Motorsport)合作，首次在保时捷开曼GT4俱乐部运动的极端条件下，利用德国“四发动机”赛车队的移动开发实验室，测试了系列准备就绪的有机材料。
第三代“生物概念车”以来一直在赛道上运行。这些测试结合了极端压力的优点，以及改装后的车辆也可以在街道上合法行驶。与保时捷的合作也使开发在汽车制造商的现实条件下，在过去的四年里，一直在不断改进材料的性能。德国联邦食品和农业部从一开始就认识到天然纤维的潜在好处，今天仍然作为战略伙伴与该项目合作。“生物概念车”多年经验被集成到新718开曼GT4俱乐部运动部件的材料开发中，这是第一辆采用天然纤维复合材料制造车身部件的系列汽车。
驾驶员和乘客门以及后翼都是由有机纤维混合而成，真的很轻，只有1320公斤重。这里的一个因素是由于在门上使用有机复合材料而不是钢而节省了60%的重量。该复合材料由有机纤维增强的热固性聚合物基体体系组成。使用有机纤维网是因为原材料容易获得，它具有很高的抗拉强度，而且特别细，均匀，可折叠，容易安装零件形状。即使与其他传统制造的部件相结合，也可以轻松地生产出精确的尺寸，从而促进加工和质量保证。
这些方面是大批量生产的重要前提，Fraunhofer WKI在其研究中还考虑了其他因素，包括使用寿命结束时的回收或再利用概念，以及将大量生产零部件的放大方法。经过在赛道上极端条件下的广泛测试，继续评估部件，最终得出的结论是：这些生态有益的有机材料符合批量生产的标准。
博科园｜研究/来自：Fraunhofer-Gesellschaft
博科园｜科学、科技、科研、科普
联系客服
