在汽车比赛中，由塑料和碳纤维制成的轻质车身多年来一直是标准配置，因为它们能让赛车更快地到达终点。在未来，轻量级解决方案可以帮助减少日常车辆的能源消耗和排放。问题是，碳纤维的生产是昂贵的，也是能源和石油密集型的。在与保时捷赛车运动和Four Motors的合作中，弗劳恩霍夫木材研究所 （以下简称WKI）的研究人员成功地用天然纤维取代了汽车门中的碳纤维。它已经在保时捷公司进行小批量安装。现在，项目组正在采取下一步行动：与HOBUM油脂化学公司一起，他们希望在车门和其他车身部件中最大限度地提高可再生原材料的比例--使用生物基塑料和油漆。

 

© Fraunhofer WKI | Federico Böhm

弗劳恩霍夫WKI正在开发一种生物质含量为85%的车门。天然纤维、生物基树脂-硬化剂混合物和生物基涂料系统被用于此

 

碳纤维可以提高塑料强度，从而使部件在轻量化的同时能保持必备的可靠性。大规模生产的天然纤维不仅价格更便宜，而且还可以更好实现可持续性生产。目前，对于试点车辆 "生物概念车"，弗劳恩霍夫WKI的研究人员已经开发了100%天然纤维作为加固部件的车身部件。

 

"我们使用天然纤维，例如来自大麻、亚麻或黄麻。尽管与碳纤维相比，天然纤维的刚度和强度较低，但所取得的数值足以满足许多应用的需要，"弗劳恩霍夫WKI的项目经理Ole Hansen解释说。由于其自然生长的结构，天然纤维能更好地抑制声音和振动。它们较低的劈裂倾向可以帮助减少事故中的受伤风险。此外，它们在加工过程中不会对皮肤造成刺激。

 

Four Motors赛车队在极端条件下用 "Bioconcept Car "在赛道上成功测试了生物基复合材料。自2019年以来，保时捷已经在包括Cayman GT4 Clubsport在内的小范围中使用了天然纤维增强塑料。弗劳恩霍夫WKI的研究人员还在生产过程中利用材料和能源数据进行了初步的

生态评估。"我们能够确定，在其制造过程中使用的天然纤维织物，包括上游产业链，比用碳制成的织物具有更好的环境特征。在使用阶段后的热回收也应该没有任何问题，"汉森介绍说。

 

在 "生物概念车 "的下一个项目阶段，弗劳恩霍夫WKI的研究人员将与合作伙伴HOBUM Oleochemicals GmbH、Porsche Motorsport和Four Motors一起，开发一种车门，其纤维和树脂的整体复合材料中的生物含量为85%。除其他事项外，他们希望通过使用生物基树脂-硬化剂混合物和生物基涂料系统来实现这一目标。车门和可能的其他部件的实用性将再次在Four Motors的赛道上得到检验。如果研究人员取得成功，就有可能将研究结果转移到保时捷的系列生产中。

此前，弗劳恩霍夫WKI亦帮助Four Motors公司研发出很多基于生物质材料的组件，例如在重新设计尾门时，该团队将亚麻纤维与不同程度的纤维制浆相结合。专家们还根据襟翼上的特定负载调整了结合类型，即特殊编织，从而进一步减轻了 500 克的重量。与以前的天然纤维襟翼相比，这相当于减轻了 17%的重量，而与传统钢部件相比甚至实现了约为 70%的减重。 HOFZET 专家通过使用真空灌注工艺，同时实现了完美的表面质量和高保真度。

 

 

© Fraunhofer WKI

生物概念车的新尾门尚未在此处喷漆，其主要由可再生原材料组成

 

 

© Four Motors GmbH

生物概念车-这款生物概念车已于 2015 年在赛道上推出第三代车型，搭载高效的 2.0 升 TDI 发动机和基于菜籽油的低排放生物柴油。其轻巧的机身由天然纤维增强的生物基硬质合金组成。内部和发动机舱的其他部件由生物基塑料制成

 

 

 

弗劳恩霍夫木材研究所（WKI）简介

70多年来，通过使用可再生原材料实现可持续性一直是弗劳恩霍夫木材研究所的工作重点。该研究所在布伦瑞克、汉诺威和沃尔夫斯堡设有研发机构，专门从事工艺工程、天然纤维复合塑料、表面技术、木材和排放保护、木制品质量保证、材料和产品测试、回收工艺以及有机建筑材料和木材在建筑中的使用。研究活动产生的几乎所有工艺和材料都在工业上有所应用。