汽車制造商保時捷正在利用有機(jī)材料在汽車制造應(yīng)用中的優(yōu)勢,推進(jìn)輕量化應(yīng)用。
比如保時捷新款718 Cayman GT4 跑車的車身部件采用天然纖維復(fù)合材料制成,這些材料由HOFZET木材纖維研究應(yīng)用中心與漢諾威大學(xué)應(yīng)用科學(xué)與藝術(shù)學(xué)院的IFBB生物塑料與生物復(fù)合材料研究中心共同研發(fā)?! ?/div>
保時捷新款718 Cayman GT4 跑車的車身部件采用天然纖維復(fù)合材料制成?! ?/div>
重量是電動汽車的一個重要因素,因為它們需要更大,更重的電池,以最大限度地提高續(xù)航能力。續(xù)航能力通常是覺得消費者是否購買的關(guān)鍵指標(biāo)?! ?/div>
輕量化設(shè)計是實現(xiàn)真正高效電動汽車的前提。根據(jù)麥肯錫商業(yè)咨詢公司的一項研究,到2030年,輕量化零部件在電動汽車中的份額將從30%上升到70%,以補(bǔ)償電動驅(qū)動和電機(jī)導(dǎo)致的汽車重量增加?! ?/div>
到目前為止,最受歡迎的解決方案是輕鋼和碳纖維增強(qiáng)塑料。但這種解決方案也有其缺點:首先,它在機(jī)械加工、維修和回收方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。其次,制造這些材料是高能源密集型企,環(huán)保指數(shù)不高?! ?/div>
因此,弗勞恩霍夫WKI的研究人員提出了一個問題,即是否可以使用其他纖維材料來減輕零部件的重量,只在那些具有結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的地方使用碳纖維。
工業(yè)可行的解決方案必須具有積極的技術(shù)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)影響,他們研究了各種現(xiàn)成的生態(tài)材料,從其技術(shù)性能、可用性和成本效益方面進(jìn)行了研究?! ?/div>
事實證明,天然纖維增強(qiáng)塑料才是答案。作為有機(jī)復(fù)合材料的組成部分,植物纖維是輕型車身的可持續(xù)替代品?! ?/div>
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植物纖維的生物組分改善了工業(yè)高性能復(fù)合材料在制造、使用和處置過程中的生態(tài)影響?! ?/div>
從經(jīng)濟(jì)上講,使用可再生原材料是有益的,因為天然亞麻、工業(yè)大麻、木材和黃麻纖維比碳纖維便宜,制造所需的能源也更少。因此即使減重也不會背負(fù)高昂價格的標(biāo)簽。
此外,在工業(yè)加工和汽車應(yīng)用方面,天然纖維還有其他優(yōu)勢:有機(jī)復(fù)合材料的自然生長結(jié)構(gòu)提供了材料的聲學(xué)阻尼性能,并減少了碎片化,這在發(fā)生碰撞時非常重要?! ?/div>
弗勞恩霍夫WKI的科學(xué)家與保時捷賽車聯(lián)手,首先利用德國“四輛車”賽車隊的移動開發(fā)實驗室,在極端條件下對保時捷Cayman GT4 Clubsport上的有機(jī)材料進(jìn)行了系列準(zhǔn)備測試?!?/div>
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弗勞恩霍夫WKI木材纖維研究應(yīng)用中心的項目經(jīng)理Ole Hansen說:“與保時捷公司的合作還可以在汽車制造商的現(xiàn)實條件下進(jìn)行開發(fā)。在過去的四年里,我們一直能夠不斷提高材料的性能。”
“生物概念車”的多年經(jīng)驗被整合到新的718 Cayman GT4 保時捷跑車零部件的材料開發(fā)中,這是第一款采用天然纖維復(fù)合材料制成車身部件的汽車。駕駛艙的車門、乘客艙車門以及后翼子板都是用有機(jī)纖維混合制成的。"
由于車門采用了有機(jī)纖維復(fù)合材料而不是鋼鐵,最終實現(xiàn)了60%的減重,718 Cayman GT4 保時捷跑車是真正意義上的輕量化跑車,重量只有1320公斤?! ?/div>
復(fù)合材料由有機(jī)纖維增強(qiáng)的熱固性聚合物基體組成。有機(jī)纖維網(wǎng)的原料容易獲得,它具有很高的拉伸強(qiáng)度,特別是具有精細(xì)、均勻和懸垂等特性,容易適合零部件的成型制作。
采用含天然纖維復(fù)合材料制作車用零部件的優(yōu)勢。
即使與其他傳統(tǒng)制造的部件結(jié)合,也能輕松地將其生產(chǎn)到精確的尺寸,從而便于加工和質(zhì)量保證?!?/div>
目前,保時捷已開始批量生產(chǎn)Cayman GT4 Clubsport。
關(guān)鍵詞:
天然纖維復(fù)合材料
復(fù)合材料
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