车辆底盘采用天然纤维与再生塑料制成

轻量化技术网 2025-06-10

汽车底盘被视为要求极高的部件组。迄今为止，天然纤维增强塑料在汽车中主要用于没有明显机械功能的装饰部件。然而，结构件（如汽车底盘）承受着巨大的压力，对材料的弯曲和碰撞性能提出了很高的要求。因此，在现代轻型汽车设计中，人们使用玻璃纤维增强塑料等高性能材料。

通过注塑工艺制造的减震槽。从技术角度来看，未来车辆底板可以完全由新型高性能生物轻质材料制造（来源：弗劳恩霍夫 WKI）

天然纤维在结构轻量化部件中的应用仍属特殊领域。2024年，项目合作伙伴弗劳恩霍夫WKI、图林根纺织与塑料技术研究所（TITK）、Röchling Automotive、BBP Kunststoffwerk Marbach Baier和奥迪成功开发出一种更可持续的车辆底盘整体解决方案。该项目由联邦经济与气候保护部（BMWK）通过项目执行机构 TÜV Rheinland 提供资助。

项目团队用亚麻、大麻和纤维素纤维代替了玻璃纤维，并通过注塑工艺制造出了天然纤维含量高达 45% 的车底部件。在此过程中，他们完全放弃了聚丙烯新料，只使用了再生料。

通过巧妙地组合化合物，成功解决了与材料转换相关的所有挑战，包括材料较低的初始机械性能和加工时间窗口有限的问题。在开发过程中，TITK 和 Röchling 首次实现了由天然纤维增强混合纤维无纺布（轻质增强热塑性塑料，LWRT）制成的纤维复合部件。

Moritz Micke-Camuz，弗劳恩霍夫 WKI 项目经理表示："与未增强聚合物相比，天然纤维注塑复合材料目前主要以强度和刚度提高而著称。在汽车底盘的开发过程中，通过将精选的消费后回收材料（PCR）与不同纯度的天然纤维创新地组合为基体，成功地满足了对冷冲击韧性的高要求，同时又没有损失所需的刚性和强度。"

该产品不仅满足机械要求，而且特别耐潮湿环境，而潮湿环境对天然纤维来说是一个特别的挑战。为了使亚麻和麻纤维具有疏水性，弗劳恩霍夫 WKI 开发了一种连续的糠基化工艺。通过呋喃化处理，吸湿率可降低多达 35%，且不会影响最终组件的弯曲强度。此外，呋喃化纤维材料还可以在无纺布设备上轻松进行进一步加工。

制造的原型部件随后在组件层面和行驶测试中进行了严格测试。测试车辆包括大众汽车集团的新款“高级电动平台”（PPE）车型。

在批量测试中，已经积累了长期使用经验。新开发的生物复合材料满足底盘部件的所有标准要求，并证明适合批量生产。无论是使用天然纤维还是（消费后）再生材料，均不会对性能造成显著影响。

使用更可持续的材料，该部件的二氧化碳排放量显著降低。与批量生产相比,4.2 公斤天然纤维和 6.3 公斤消费后再生材料可替代 10.5 公斤新材料（PP/玻璃纤维）。因此，生产、使用和产品生命周期中的二氧化碳排放量最多可减少 40%。

在该开发项目中，开发了一种创新的、整体的车辆底板概念，包括回收和组件的级联再利用。

内容来源：轻量化技术网

责任编辑：龚淑娟

审　　核：李峥