背景

近幾十年來，農業收割機的性能大幅提高。與此同時，機器也變得越來越大、越來越重，給制造商帶來了各種挑戰。一方面，重量過大導致土壤壓實程度加劇，惡化了土壤生物的生存條件，限制了根系生長和水分吸收。結果，農田的肥力和產量下降。另一方面，更重、更大的機器給遵守道路交通法規帶來了問題。

目標

通過采用創新的輕量化設計理念，AGRILIGHT 團隊希望大幅減輕收割機的重量。團隊正在開發一種由玻璃纖維和碳纖維復合材料制成的功能集成輕量化結構，以取代機器的中央鋼框架，并將相鄰部件（如儲罐）集成到該部件中。這種轉變旨在降低油耗和二氧化碳排放量，同時最大限度地減少土壤壓實。除了改善生態環境外，研究人員還希望通過減輕重量來簡化機器的交通許可。

此外，為了縮短組裝時間、降低組裝成本，該團隊正在為機器中承受特別大壓力的接口開發新的結構混合方法。其目標是，在輕質纖維增強材料中也能保持金屬加工中的現有連接方法。

路徑

在項目開始時，團隊對收割機的現有鋼結構以及相鄰的功能單元進行了分析。隨后，團隊開發了由纖維增強塑料(GFK/CFK)制成的新型功能集成框架結構，同時考慮了這些材料的特定機械、電氣和化學特性。

為了實現結構混合化，團隊使用了多層嵌入技術，在制造過程中將金屬嵌件嵌入纖維復合材料中。這樣就可以保留金屬加工中的現有連接方法，并省去了后續的鉆孔和粘合等工序，大大簡化了組裝過程。

項目結束時，將對新的框架結構進行全面的機械測試，以評估其批量生產的可行性。為此，團隊將原型集成到逼真的測試裝置中，并在特殊的測試臺上對框架進行測試，以模擬實際使用條件。通過這種方式，團隊確保新結構在機器的整個使用壽命期間保持完好。

該原型在 2024 年漢諾威工業博覽會上首次亮相，與傳統的鋼制框架結構相比，重量減輕了 430 公斤以上。該項目入圍了著名的 JEC 創新獎設備機械與重工業類決賽。