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番茄、蛋壳、大豆造车?汽车生物材料风刮得有

时间:70-01-01 08:00 来源:

原标题:谁说番茄、蛋壳、大年夜豆不能造车?汽车生物材料风刮得有点猛

番茄、蛋壳、大年夜豆,这些器械看起来与被称作是“钢铁之躯”的汽车风马不接,但汽车制造商、零部件厂商、材料厂商正在将越来越多的生物材料引入汽车制造业。实际上,福特早在上世纪20年代起就致力于生物材料的应用,当时亨利·福特就在T型车上应用了麦草。此后,大年夜豆材质的泡沫、密封件、垫圈,蓖麻材质的泡沫、塑料及天然纤维增强材料均开始被福特及其他车企应用。

新型生物材料赓续涌现

美国俄亥俄州立大年夜学教授卡特里娜·科尼什曾在美国农业部事情过,年轻时碰到的一件事给她留下了深刻印象。当时她看到一辆卡车装载着刚摘下来的满车番茄从农场运出来,与大年夜多半人关注点不合的是,她瞬间意识到,放在最下层的番茄能遭遇那么大年夜的压力,那么番茄皮必然异常结实。

25年以前了,科尼什现在成了一名替代天然橡胶、橡胶生物合成领域的国际势力巨子专家。她始终没有忘怀年轻时的那件事,并致力于研发更多生物材料。科尼什觉得,番茄皮可以取代部分会造成情况污染的炭黑材料,可用在汽车悬架衬套、发念头支架、轮胎、软管和其他部件中。

同样,蛋壳也可以取代部分炭黑材料。科尼什要求企业把不用的工业废物垃圾袋送到她的实验室。颠末筛选,她发明蛋壳磨成细粉也可以作为炭黑材料的增强剂。今朝,美国俄亥俄州立大年夜学的钻研职员,正与该国有名零部件供应商天纳克以及至少一家大年夜型车企合营相助,测试橡胶部件中的番茄皮和蛋壳,盼望未来这些材料能用于制造汽车零部件。

事实上,意识到番茄皮用场的人并非只有科尼什。早在2014年,福特发布与美国食物临盆商亨氏相助,探究使用番茄皮制造汽车零部件。亨氏的番茄酱名声在外,每年用到的番茄多达数百万吨。亨氏钻研职员不停在寻求番茄皮、茎、籽等加工副产品的再使用渠道。福特和亨氏盼望经由过程钻研,将番茄的加工副产品制成既轻又足够稳固,可满意车用需求的新型材料。例如,颠末干燥处置惩罚的番茄皮等可用于制作车辆的布线支架和储物格。

此外,福特旗下的野马、金牛座、开发者等多款车型的座椅采纳了李尔开拓的大年夜豆发泡材料,这种发泡材料基于大年夜豆油制造,机能优良。福特在2013年洛杉矶车展上展示了Fusion Energi插电式混杂动力车,其座椅靠背、弹性坐垫、座椅头枕、门板内嵌等部件采纳了适口可乐开拓的植物性可收受接收材料,而这种材料的质料之一便是甘蔗制糖历程中残剩的植物纤维。

今朝,科尼什和其他数千名化学家,以及各个国家实验室、零部件供应商和汽车制造商的实验室材料科学钻研职员,正在从分子水平上对汽车制造进行从新思虑。这恰是天纳克首席技巧官本·帕特尔所声称的囊括汽车行业“材料科学革命”的一部分。

“新四化”带来材料新厘革

不停以来,轻量化、燃油经济性、节能减排以及对更环保的可收受接收零部件的追求,推动着汽车零部件的厘革。不过,以“新四化”(电动化、智能化、网联化、共享化)为代表的未来移动出行要领使得供应商们开始从新改造汽车零部件。

根据美国交通部的数据,美国人匀称天天的开车光阴为1小时阁下,他们的私家车匀称有95%的光阴处于闲置状态。但假如进入自动驾驶期间,一辆车天天的应用光阴可能长达20小时,这样的应用强度对零部件的历久性提出更高要求。供应商已经在为此做筹备。一些供应商斟酌的目标是,制造出能遭遇每年10万英里应用强度的汽车零部件,并实现100万英里的预期寿命。

此外,跟着网约车的呈现,越来越多的私家车呈现了应用率上升的环境。根据美国RideGuru拼车共享信息库的数据,一些优步和来福车的全职司机每周的拼车里程高达1000英里,天天稀有十人乘坐一辆车,这让供应商不得不从新斟酌座椅泡沫、门窗密封条、机器部件以致油漆的磨损率问题。

电动化也是汽车行业的大年夜趋势之一。“电动化在分子水平上给汽车带来了新的寻衅。”天纳克举世机能材料工程履行董事罗德·哈迪表示。他还弥补道:“未来,电动汽车将比内燃机汽车耐用得多,是以电动汽车上的零部件也必须同样耐用。”别的,据天纳克举世弹性材料部门总经理史蒂夫·普尔曼先容,在电动汽车中可以听到一些驱动系统的噪声,而这些噪声在燃油车中平日被发念头的声音所淹没。汽车制造商已经要求天纳克开拓新的传动系统支架和悬架部件,以打消这些噪声。

历久性让材料迎资源寻衅

未来的自动驾驶汽车的零部件寿命可能是现在汽车的10倍,但这些零部件的售价弗成能是它们所调换零部件的10倍。事实上,不少供应商表示,汽车制造商根本不想多花一分钱。

“谋略资源是一个很繁杂的问题。假如只看纯挚的部件资源,有些可能会更贵。不过,假如它改变了临盆效率和繁杂性呢?假如它削减了部分更渺小零部件呢?假如它低落了维修资源呢?有很多不合的措施来谋略资源。”帕特尔说。

这将是一个繁杂的谋略问题,供应商引入由新材料制成的部件后,看起来可能比现有部件资源更高,但实际上可能更便宜。一些供应商正在钻研若何在不大年夜幅提价的环境下推出并交付下一代零部件。

日前,麦格纳的座椅部门刚刚推出了一种名为Freeform的座椅面套材料,计划在共享汽车上推广应用。这种材料的资源略高于麦格纳今朝应用的材料,但该公司谋略发明,采纳Freeform的资源与之前大年夜致相同,由于它大年夜大年夜简化了座椅的制造历程,取消了导引线、拱圈夹等部件,而这些器械平日用来将座椅和泡沫垫连接到座椅框架上。采纳Freeform后,只是简单地拉开拉链,就可以快速洗濯和替换座椅内饰。

麦格纳座椅泡沫制造举世总监芮妮·肖文表示,Freeform是麦格纳首批反应分子水平立异的座椅产品之一。麦格纳估计,这种产品将在大年夜约一年后投产。“麦格纳所要做的是,对我们的化学体系在分子水平长进行大年夜规模的改变。我们正在和我们的供应商打交道,并得到更高分子量的材料。这使我们能够前进终极产品的耐用性和机能,更适用于本日的汽车市场。”肖文说。

当然,面临资源问题的新型材料也不在少数,有些生物基材料资源是煤油基材料的3倍阁下。若何低落资源,并达到车用需求,还要靠钻研职员的进一步攻关。以科尼什的钻研为例,钻研职员必要确保用磨碎的番茄皮和磨碎的蛋壳制成的发念头罩,至少要与应用橡胶炭黑材料制造的传统部件拥有一样的耐用性,且资源不会太高。

零部件企业欢迎新材料革命

就像汽车制造商为电动汽车、自动驾驶技巧等投入巨资一样,零部件供应商在开拓新产品时也面临巨额支出。美国零部件供应商库柏标准公司的营业包括车身密封、减震器、汽车专用紧固件、燃油运送系统等,该公司首席技巧官克里斯·库奇表示,电动化已经囊括全部行业,虽然汽车制造商现在还没有要求他们供给寿命极长的零部件,但库柏标准公司觉得这是迟早的事,并已经在为此做筹备,研发预算赓续增长,盼望在材料科学方面取得进展。

当然,新材料的开拓不是一挥而就的。据库奇先容,库柏标准公司花了5年光阴成功开拓出一种名为Fortrex的密封件,以此取代传统的橡胶密封条。Fortrex是一种高机能的弹性材料,重量较传统的密封材料轻30%,且抗磨损机能很好,可以供给更好的保护,抵御大年夜自然的风雨侵蚀。

可以预想到的是,未来汽车将在各个方面发生变更,以致包括涂料及镀膜加工。举世最大年夜的汽车涂料供应商之一——艾仕得公司首席技巧官巴里·斯奈德走漏,该公司近年来加大年夜了研发支出,以及时应对汽车财产厘革。斯奈德表示,艾仕得正在研发用于油漆的新材料,钻研偏向之一是让自动驾驶汽车可以“看到”其他车辆。

帕特尔觉得,当今汽车行业立异的速率比历史上任何时刻都要快,得益于互联网的快速成长,汽车业也正在经历一场新材料革命,会有更多人致力于开拓新材料办理规划,让未来的汽车生活变得更智能、更美好。(张冬梅)

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