汽車制造商保時捷希望用功能化纖維復合材料中空型材(FuPro)取代傳統的鋁/鎂中空型材,例如用作車輛的駕駛艙橫梁,并使這種構造達到量產水平。這涉及到將熱塑性纖維復合中空型材、有機板材和注射成型相結合。
為此,保時捷公司與其他八個項目伙伴啟動了一個相應的項目。開發FuPro技術的德累斯頓工業大學輕量化和塑料技術研究所(ILK)在該項目中發揮了主導作用。除了進一步開發所需的生產技術外,還計劃對可持續性評估進行廣泛研究,作為項目的一部分。這是因為與單體鋁結構或單體鎂結構相比,纖維增強熱塑性塑料與局部金屬負荷投入相結合,可以在材料的整個生命周期內減少對環境的影響。
通過一個由短、長和連續纖維強化半成品組成的單一材料系統,設計師也獲得了最大的設計自由。這種構造的一個主要優勢是其可回收性和由此產生的對氣候中和輕量化的貢獻。同時,由于其整體性,該構造具有相當大的經濟潛力。
為了充分利用這一點,整個生命周期價值鏈上的各個制造技術仍然需要在能源消耗和加工時間方面進行優化。此外,以前連接塑料部件和金屬嵌件所需的化學附著力促進劑正在被表面的激光結構所取代,以確保可回收的材料流在隨后的回收過程中盡可能不受污染。
最后,熱塑性塑料的設計也是為了實現無廢料生產,對生產過程中產生的邊角料進行再加工,并將其重新送入注塑過程。該項目的這些技術目標旨在為FuPro構造進入量產鋪平道路。
圖:通用的FuPro結構:左邊是構造,右邊是制造的部