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保時捷新款卡曼采用有機材料制成車門 車身重量減輕60%

   日期:2019-07-04     來源:蓋世汽車    作者:中國汽車材料網    評論:0       [ 進入汽車材料社區 ] [ 汽車材料館 ]
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核心提示:(圖片來源:弗勞霍恩夫木材研究所) 據外媒報道,汽車制造商保時捷(Porsche)在汽車生產應用中,正大力利用有機材料。最新款保時捷卡曼GT4 Clubsport車型的車
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(圖片來源:弗勞霍恩夫木材研究所)
       【中國汽車材料網】據外媒報道,汽車制造商保時捷(Porsche)在汽車生產應用中,正大力利用有機材料。最新款保時捷卡曼GT4 Clubsport車型的車身部件就由天然纖維復合材料制成,該材料由木材纖維研究應用中心(APPlication Center for Wood Fiber Research HOFZET)研發,該中心是德國弗勞恩霍夫木材研究所(Fraunhofer Institute for Wood Research)、威廉克勞迪斯學院(Wilhelm-Klauditz-Institut WKI)以及漢諾威應用科學與藝術大學(Hannover University of Applied Sciences and Arts)生物塑料和生物增強復合材料研究所(IfBB)的一部分。
      統計數據表明,由于安全功能得到改進、電子設備不斷增多,新車的重量變得越來越重,從而導致車輛的燃料消耗更高,與減少二氧化碳排放量的總體目標背道而馳。此外,對于電動汽車來說,重量也是一個重要的因素,因為電動汽車需要更大更重的電池才能獲得最大的續航里程,從而促進銷售。因此,輕量化設計是實現真正高效電動汽車的絕對先決條件。據商業咨詢公司麥肯錫(McKinsey)的研究,到2030年,汽車輕量化部件的比例必須從30%上升至70%,以抵消因電動驅動系統和電動機增加的重量。
       到目前為止,最受歡迎的解決方案還是輕質鋼材和碳纖維增強塑料。但是,該解決方案也有缺點:首先,該材料在機械加工、維修和回收方面面料巨大挑戰;其次,此類材料的生產需要大量能源,因而抵消了其實現減重的積極環境影響。
       因此,弗勞霍恩夫木材研究所(Fraunhofer WKI)的研究人員提出:是否可以使用其他纖維材料來減輕組件的重量,只在碳纖維具結構優勢的地方使用碳纖維。研究人員調查了各種現有生態材料的技術特性、可用性和成本效益。而天然纖維增強塑料就是解決方案,植物纖維作為有機復合材料的組成部分,可制成可持續性的輕量化車身部件,改善工業高性能復合材料在生產、使用和加工過程中產生的生態影響。
      從經濟上講,使用可再生的原材料是有益的,因為天然的亞麻、大麻、木材和黃麻纖維比碳纖維更便宜,而且生產時所用的能源更少,因此實現車輛輕量化的同時也不會需要高昂的成本。此外,有機復合材料在工業加工和汽車應用方面還具備其他優勢,其自然生長的結構還使其具備聲學阻尼特性,可減少車輛碰撞發生時車輛車身破裂的風險。
       因此,弗勞霍恩夫木材研究所的科學家們與保時捷賽車科技部門(Porsche Motorsport)合作,在保時捷卡曼GT4 Clubsport車型上,利用德國四大汽車公司賽車隊的移動研發實驗室,在極端條件下,對該有機材料進行了是否適合量產的測試。
      新款718卡曼GT4 Clubsport車型部件在材料研發過程中還采用了“生物概念車”的經驗,該車是首款車身部件由天然纖維復合材料制成的量產車。此外,該車的駕駛員和乘客門以及尾翼都由有機纖維混合材料制成。該款卡曼重量非常輕,只有1320公斤重,原因在于其在車門上采用了有機復合材料而不是鋼,因而重量減輕了60%。
       該復合材料由有機纖維增強的熱固性聚合物基體體系組成,由于原材料是現成的,因而還采用了有機纖維網。該材料具有很高的抗拉強度,特別細、均勻、可折疊,容易組成任何零部件形狀。即使與傳統生產的部件相結合,也可以輕松生產出具精確尺寸的部件,能夠價格且保證生產質量。
       上述特點是實現其大批量生產的重要前提,弗勞霍恩夫木材研究所在調查中還考慮到該材料在使用壽命結束時回收或再利用的概念,以及提高使用此類材料制成零部件產量的方法。
 
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