Is natuurlijke vezel de toekomst van auto‑composieten?

Auto’s zijn een van de belangrijkste veroorzakers van koolstofdioxide (CO₂) emissies. Opmerkelijk is dat het niet alleen de uitlaatgassen tijdens gebruik zijn die hiervoor verantwoordelijk zijn. Ook de productie van auto’s draagt bij aan broeikasgasemissies, specifiek CO₂ emissies.

Energie-intensieve productieprocessen voor materialen zoals staal, evenals de productie van componenten zoals batterijen voor elektrische voertuigen, spelen ook een grote rol in klimaatverandering.

Als gevolg hiervan werkt de auto-industrie actief aan het verminderen van CO₂e in de productie. CO₂e, of koolstofdioxide-equivalent, is een standaard eenheid voor het meten en vergelijken van de impact van verschillende broeikasgassen op de opwarming van de aarde. 

Om dit te bereiken, passen autofabrikanten verschillende strategieën toe, waaronder de integratie van duurzame materialen, optimalisatie van productieprocessen en de adoptie van nieuwe technologieën.

Onlangs heeft BMW Group (BMW-DE:XETRA) aangekondigd dat ze een grote doorbraak hebben bereikt met het gebruik van natuurlijke vezelcomposieten, die nu zullen worden gebruikt voor hun serieproductiemodellen na meerdere jaren van ontwikkeling en diepgaand onderzoek. 

BMW’s Doorbraak met Natuurlijke Lijnzaadvezelcomposieten

De ‘s werelds toonaangevende premium fabrikant van auto’s en motorfietsen gebruikte voor het eerst hernieuwbare grondstoffen in BMW M Motorsport tijdens het Formule E-seizoen van 2019 en vervolgens in de BMW M4 DTM en M4 GT4, waar natuurlijke vezelcomposieten carbonvezelkunststof (CFRP) onderdelen vervingen. 

CFRP is een hightech materiaal dat bestaat uit het combineren van koolstofvezels met andere materialen om een composiet te vormen. Het wordt goed ontvangen in de meeste sectoren, inclusief de auto-industrie. Hoewel het beter is dan andere lichtgewicht materialen, is het duur vanwege de grondstof.

Daarom wenden bedrijven zoals de Duitse autofabrikant zich tot natuurlijke vezelcomposieten. Zoals BMW Group al in 2022 opmerkte, werden bijna alle onderdelen in de BMW M4 GT4 die van CFRP waren gemaakt, vervangen door innovatieve composieten gemaakt van natuurlijke vezels. Het bedrijf zei toen het volgende:

“Er is geen andere GT-raceauto in serieproductie die het aantal natuurlijke vezelcomposietonderdelen evenaart.” 

De lijnzaadvezeloplossingen werden door het hele voertuig geïntegreerd, inclusief het interieur, op het dashboard en het middenconsole, evenals carrosserie-onderdelen zoals de motorkap, voorste splitter, kofferbak, achtervleugel en deuren. Behalve het dak van het voertuig werd niets met CFRP gebruikt. Zelfs dat verandert nu, met composieten gemaakt van hernieuwbare grondstoffen die zelfs aan de strengste eisen voor dakstructuren voldoen die door de overheid zijn gesteld bij de keuring van de wegspecificaties van een voertuig, volgens het laatste rapport van BMW Group.

Het vervangen van koolstofvezel composieten door natuurlijke vezelcomposieten in het dak van het volgende generatie BMW Group-voertuig leidt tot een CO_₂e-reductie van ongeveer 40% in de productie, plus extra overwegingen aan het einde van de levensduur, noteerde men.

Voor deze op lijnzaad gebaseerde lichtgewicht componenten heeft BMW samengewerkt met Bcomp, een Zwitsers clean‑tech bedrijf, waarin het ook een belang heeft via BMW i Ventures, de venture‑capital tak van de in München gevestigde autofabrikant die investeert in snelgroeiende startups in de automotive omgeving, en zo mobiliteit vormgeeft.

Naast BMW, Generali en Airbus Ventures, evenals prominente OEM’s zoals Porsche Ventures en Volvo Cars Tech Fund, hebben ook investeringen in Bcomp gedaan om hen te helpen “high‑performance decarbonisatie‑oplossingen” te ontwikkelen.

Bcomp heeft de powerRibs versterkingstechnologie ontwikkeld, die inspiratie haalde uit bladaderen en een 3D-structuur creëerde aan één kant van een dunwandig schelpelement om de stijfheid te maximaliseren met minimaal gewicht. Vervolgens voegden ampliTex-versterkingen een zichtbare laag lijnzaadvezels toe voor het bekledingsmateriaal.

Dit stelde het bedrijf in staat om de hoeveelheid plastic die voor interieurpanelen werd gebruikt met tot wel 70% te verminderen en de CO₂-emissies met 60% te verlagen, met als extra voordeel een verbeterde veiligheid dankzij het ontbreken van scherpe brokken en splinters. Hernieuwbare grondstoffen en natuurlijke vezels die hier worden gebruikt omvatten hennep, kenaf en lijnzaad, die het bedrijf hebben geholpen het gewicht met ongeveer 50% te reduceren ten opzichte van conventionele materialen.

Na het naar een hoger niveau tillen van het gebruik van innovatieve composietoplossingen met de BMW M4 GT4, brengt het bedrijf dit nu naar een geheel nieuw niveau door gebruik te maken van natuurlijke vezelcomposieten voor de serieproductie van toekomstige modellen.

Het ontwikkelen van lichtgewicht materialen blijft een cruciale focus voor autofabrikanten, naast het groeiende belang van het gebruik van natuurlijke vezels, die een verminderde CO₂-voetafdruk in composietmaterialen bieden.

“Natuurlijke vezelcomposieten zijn een essentieel element van innovatieve lichtgewichtoplossingen in de motorsport, waardoor een vermindering van CO_₂e-emissies in het productieproces mogelijk is.”

– BMW M GmbH CEO, Franciscus van Meel

Volgens BMW Group heeft de beoordeling van materialen de grote geschiktheid van vezels aangetoond, vooral voor zichtbare buiten- en binnencomponenten. En nu zullen de lichtgewicht materialen hun ultieme prestatietest ondergaan. Ze zijn geïnstalleerd in de BMW M4 GT4 voor de 24‑uur race op de Nürburgring. Franciscus van Meel voegde toe:

“Natuurlijke vezel is een innovatie die perfect het claim van BMW M ‘Geboren op het racecircuit. Gemaakt voor de straat.’ illustreert. Daarom zijn we verheugd de serievolwassenheid van deze materialen te bevestigen, een doorbraak die we hebben bereikt met onze officiële #BMW M Motorsport partner Bcomp. We kijken nu uit naar het gebruik van deze materialen in toekomstige BMW M productlijnen.”

Waarom Natuurlijke Vezelcomposieten Belangrijk Zijn in de Auto‑industrie

Composieten spelen een belangrijke rol in materiaalindustrieën vanwege hun kosteneffectiviteit en milieuvriendelijkheid. Een composietmateriaal is simpelweg een materiaal dat wordt geproduceerd door twee of meer samenstellende materialen te combineren.

Het combineren van materialen met verschillende eigenschappen geeft composietmaterialen speciale eigenschappen zoals verhoogde sterkte, verminderd gewicht of verbeterde duurzaamheid. Dit maakt ze cruciaal in tal van sectoren. 

Enkele van de meest voorkomende composietmaterialen zijn glasvezel, koolstofvezel, beton, versterkte kunststoffen, keramische matrixcomposieten en andere.

Glasvezelversterkte polymeren (GFRP) en koolstofvezelversterkte polymeren (CFRP) zijn ondertussen de meest populaire composieten die in de auto‑industrie worden gebruikt om auto’s te vervaardigen vanwege hun hoge sterkte‑tot‑gewichtverhoudingen, corrosiebestendigheid, flexibiliteit, duurzaamheid en vermogen om bij te dragen aan brandstofefficiëntie en crashbestendigheid.

Een wereldwijde verschuiving naar hernieuwbare energie en duurzame praktijken, die autofabrikanten ook heeft aangezet tot elektrische auto’s, stimuleert eveneens de adoptie van natuurlijke vezelcomposieten.

Wetgeving die automotive fabrikanten verplicht materialen te hergebruiken en te recyclen is een andere reden waarom het gebruik van natuurlijke vezels in composietmaterialen groeit. Als gevolg hiervan zien we een toename in het gebruik van bio‑gebaseerde materialen in de auto‑industrie. 

Ze spelen daadwerkelijk een enorme rol in het schoner en groener maken van de sector, terwijl ze aanzienlijke voordelen bieden.

Dit omvat het verbeteren van efficiëntie en het verminderen van gewicht. Natuurlijke vezelcomposieten zijn van nature lichtgewicht, en door ze te gebruiken bij de productie van auto‑onderdelen zoals dashboards, deurpanelen en andere interieurcomponenten, kan het gewicht van het voertuig worden gereduceerd. Deze gewichtsreductie betekent ook dat er minder energie nodig is om de auto te verplaatsen, wat resulteert in een lager brandstofverbruik. 

Een ander groot voordeel van natuurlijke vezelcomposieten is hun sterkte en vermogen om dagelijkse slijtage te weerstaan, wat de duurzaamheid en betrouwbaarheid van het voertuig verbetert.

Belangrijker nog, natuurlijke vezels zijn hernieuwbare bronnen, waardoor duurzaamheid centraal staat. Het gebruik van deze composieten stelt autofabrikanten in staat hun afhankelijkheid van schadelijke materialen op basis van fossiele brandstoffen te verminderen, waardoor hun emissies worden verlaagd. 

Op het gebied van natuurlijke vezels, die zich als zeer nuttig voor materiaalindustrieën bewijzen, behoren hennep, jute, sisal, lijnzaad, bamboe, rijst en kenaf tot de populairste opties.

Onder deze is lijnzaad het meest gebruikte materiaal in composieten vanwege zijn superieure mechanische eigenschappen vergeleken met andere natuurlijke vezels. Het komt van de stengel van de lijnzaad‑ of vlasplant. Lijnstof staat algemeen bekend als linnen en behoort tot de oudste bekende textielsoorten.

De cellulosevezels, die lang en continu zijn, maken het geschikt als versterkingsmateriaal in composieten vanwege hun uitstekende stijfheid en treksterkte. Lijnzaad heeft ook een unieke natuurlijke uitstraling. 

Omdat ze biologisch afbreekbaar zijn, lage kosten hebben en licht van gewicht zijn, worden natuurlijke vezels doorgaans gecombineerd met polymeren om sterke en duurzame materialen voor auto‑onderdelen te creëren, aangezien ze de mechanische eigenschappen van synthetische vezels missen.

Zo is de hardheid van koolstofvezel meer dan 75% hoger dan die van lijnzaadvezel. Koolstofvezel is ook vijf keer sterker dan lijnzaadvezel, terwijl glasvezel vier keer sterker is.

Bovendien is de buigmodulus van synthetische vezels ook matig hoger dan die van natuurlijke vezels. Echter, de slijtagegraad van natuurlijke vezels is laag, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in schurende omgevingen. Terwijl de trillingsfrequentie van natuurlijke vezels ongeveer gelijk is aan die van synthetische vezels, is de impactenergieopslagcapaciteit van glasvezel hoger dan die van koolstof, flex‑ en kenafvezel.

Niet te vergeten, natuurlijke vezels zijn vochtgevoelig. Naast zorgen over de kwaliteit en consistentie van deze vezels, is hun hechting aan polymeermatrices ook zwak. Natuurlijke vezelcomposieten (NFC) die worden gemaakt door natuurlijke vezels te combineren met verschillende synthetische vezels, worden verwacht de nieuwe revolutie in composietmaterialen te worden.

Al zijn natuurlijke vezelcomposieten al op grote schaal in gebruik bij autofabrikanten. Naast BMW, Ford (F ) heeft gedurende meer dan een decennium geëxperimenteerd met natuurlijke vezelcomposieten om duurzame auto‑interieurs te creëren. 

Mercedes‑Benz (MBG-DE:XETRA) is een andere die vooruitgang boekt met het gebruik van natuurlijke vezels, met name in hun interieurpanelen. Onderdelen van de modellen A‑klasse, C‑klasse, E‑klasse en S‑klasse zijn vervaardigd met verschillende natuurlijke vezels, waaronder sisal, hennep, wol en lijnzaad.

Enkele jaren geleden, Bcomp rapporteerde dat het zijn high‑performance natuurlijke vezeltechnologieën leverde aan Mercedes‑AMG’s ontwikkelingspartner HWA AG (H9W.DE ) voor de voorbumper op Mercedes‑AMG GT4 raceauto’s. Het maken van de bumper volledig uit natuurlijke vezel maakt het mogelijk om deze te gebruiken voor thermisch energieterugwinning, waarbij ongeveer 80% van de opgeslagen energie wordt omgezet in hernieuwbare energie.

Hoe Motorsport Natuurlijke Vezeltechnologie naar de Massamarkt Brengt

Auto‑fabrikanten wereldwijd integreren actief natuurlijke vezelcomposieten in hun voertuigen, voornamelijk voor binnen- en buitenapplicaties, om gewichtsreductie en verbeterde duurzaamheid te bereiken. 

De BMW Group heeft met name de serievolwassenheid bereikt met natuurlijke vezelcomposieten en is nu klaar voor serieproductie, nadat ze met succes in raceauto’s zijn toegepast. Dit brengt in wezen innovatieve materiaattechnologie en de voordelen ervan, aanvankelijk beperkt tot premium‑ en luxeauto’s, naar de massa.

Dit is niet de eerste keer dat high‑end sportauto’s hebben geholpen om vooruitgang naar de mainstream te brengen. Autofabrikanten staan erom bekend hun high‑performance auto’s te gebruiken als incubators voor technologie.  

Dit is eigenlijk logisch. High‑end auto’s zijn doorgaans zeer duur en worden in lage aantallen geproduceerd, wat betekent dat fabrikanten zich het experimenteren ermee kunnen veroorloven. Ze kunnen dienen als testgrond voor geavanceerde materialen en technieken voordat ze kosteneffectief en schaalbaar worden voor massaproductie. 

Na verloop van tijd druppelen materialen, processen en technologieën af naar mainstream auto’s, wat door de geschiedenis heen te zien is. Onder nieuwe materialen is koolstofvezel een uitstekend voorbeeld. 

Gedurende meer dan een eeuw was staal het primaire materiaal in auto’s, totdat aluminium in de late jaren 1900 populair werd als een lichter alternatief voor staal. Het lichte gewicht maakte het een aantrekkelijke kandidaat voor raceauto’s, die licht moeten zijn om extreme snelheid te bereiken. Het wordt echter voornamelijk gebruikt voor het motorblok omdat, hoewel het licht, brandstofefficiënt en corrosiebestendig is, het niet bijzonder sterk is en ook duur.

Dat was toen koolstofvezel kwam en de industrie revolutioneerde. Het werd veel gebruikt in Formule 1 en hypercars vanwege de ongelooflijke sterkte‑tot‑gewichtverhouding.

Lichter dan zowel staal als aluminium maakt koolstofvezel het mogelijk voor autofabrikanten om het voertuiggewicht te verminderen terwijl ze de prestaties en brandstofefficiëntie verbeteren. Het biedt zelfs een betere energieabsorptie bij crashes, waardoor het ideaal is voor raceauto’s, die aanzienlijk meer veiligheidsvoorzieningen en structurele integriteit vereisen dan standaardauto’s. Dit is de reden waarom de carrosserie van een Formule‑One raceauto bijna volledig uit koolstofvezel bestaat. 

Dus, nadat McLaren in de jaren 80 de eerste koolstofvezel‑F1‑auto onthulde, begonnen andere F1‑teams inhalen, en uiteindelijk druppelde het idee, oorspronkelijk ontwikkeld voor het racecircuit, af naar de gewone wegen met McLaren’s 1992‑F1 als de eerste die gebruik maakte van koolstofvezelcomposieten, gevolgd door Ferrari en Lamborghini.

Echter, de hogere kosten van composietmaterialen en de complexiteit van hun productieproces betekenen dat alleen specifieke onderdelen van de auto’s worden gemaakt van koolstofvezel of koolstofvezelversterkte composieten (CFRP). 

Evenzo hebben ultra‑hoge‑sterkte staalsoorten en carbon‑keramische remmen hun weg gevonden naar alledaagse auto’s. Materialen zijn echter niet de enige innovatie die hun weg van high‑end sportauto’s naar de mainstream heeft gevonden.

Processen zoals additive manufacturing, die autofabrikanten zijn gaan verkennen om verschillende onderdelen van premiumauto’s 3D‑te printen, vormen een ander voorbeeld. Zodra de processen opgeschaald waren, pasten de fabrikanten ze moeiteloos toe op massamarkt‑onderdelen.

Duurzaamheidsinnovatie is nog een belangrijke factor. Naast natuurlijke vezelcomposieten hebben exotische merken bio‑gebaseerde composieten, gerecyclede koolstofvezels en groenere aluminiumproductie geïmplementeerd om aan emissie‑eisen te voldoen. 

Naast het fungeren als testomgeving voor milieuvriendelijke materialen, werden technologieën zoals transmissies, ophangingssystemen, schijfremmen, geavanceerde infotainmentsystemen en geavanceerde veiligheidsuitrusting ook voor het eerst in high‑end auto’s in de een of andere vorm geïntegreerd.

Dus, high‑end sportauto’s stellen fabrikanten in staat om geavanceerde technologieën en ontwerpkenmerken kosteneffectief te testen voordat ze voor de massa geproduceerd kunnen worden, wat beperkingen met zich meebrengt zoals kosten, inflexibiliteit, gebrek aan maatwerk, mogelijke kwaliteitsvermindering en risico’s van onverkochte voorraad. 

Door nieuwe mogelijkheden te introduceren in deze premium, gelimiteerde modellen, krijgen fabrikanten meer controle over de technologie en processen, waardoor ze nieuwe benchmarks kunnen stellen en anderen kunnen stimuleren om te innoveren.

Investeren in Natuurlijke Vezelcomposiettechnologie

Een leider in composietmaterialen, het productassortiment van Hexcel Corporation (HXL ) omvat koolstofvezel voor gebruik in commerciële lucht- en ruimtevaart, defensie en industriële toepassingen. Het is ook betrokken bij speciale versterkingen en andere vezelversterkte matrixmaterialen, harsen, honingraat en composietstructuren.

Enkele jaren geleden kondigde Hexcel de ontwikkeling aan van een nieuw productassortiment dat zijn bio‑afgeleide harsinhoud combineerde met natuurlijke vezelversterkingen om materiaallösingen te creëren voor automotive en andere toepassingen.

Destijds merkte het bedrijf op dat de HexPly Nature Range fabrikanten de mogelijkheid biedt om over te schakelen van op petroleum gebaseerde materiaallösingen naar biobased oplossingen zonder concessies te doen aan prestaties of procesefficiëntie.

Hexcel Corp  

Wat Hexcel’s marktprestaties betreft, heeft het een marktkapitalisatie van $4,57 miljard terwijl HXL-aandelen handelen tegen $56,87, een daling van 9,3% YTD. Daarbij heeft het een EPS (TTM) van 1,51 en een P/E (TTM) van 37,66. Het dividendrendement bedraagt 1,20%.

Wat de financiële cijfers betreft, rapporteerde het bedrijf $457 miljoen aan omzet voor Q1 2025, bestaande uit $280,1 miljoen in Commercial Aerospace en $176,4 miljoen in Defense, Space & Other. GAAP diluted EPS was ondertussen $0,35, en adjusted diluted EPS was $0,37. De brutomarge voor het kwartaal bedroeg 22,4%.

In Q1 2025 bedroeg het netto kasgebruik voor operationele activiteiten $28,5 miljoen, en de kapitaaluitgaven op kasbasis $26,1 miljoen. De vrije kasstroom was ondertussen ($54,6) miljoen.

Gedurende deze periode keerde Hexcel $64 miljoen terug aan aandeelhouders via aandeleninkoop en dividenden. Het heeft ook $300 miljoen aan vaste rente‑schulden herfinancierd.

“De onderliggende waardepropositie van Hexcel blijft robuust, gedreven door de vraag naar onze innovatieve lichtgewicht composieten, die na verloop van tijd sterke cyclische en seculiere omzetgroei zullen genereren.”

– CEO Tom Gentile

Laatste Hexcel Corp (HXL) Aandelen Nieuws en Ontwikkelingen

Slotgedachten: De Toekomst van Natuurlijke Vezel in Auto’s

Naarmate autofabrikanten werken aan het behalen van decarbonisatiedoelstellingen, zullen natuurlijke vezels een cruciale rol spelen. Terwijl koolstofvezel waardevol blijft vanwege zijn ongeëvenaarde sterkte, winnen natuurlijke vezelcomposieten, met name op lijnzaad gebaseerde oplossingen, aan populariteit vanwege hun potentieel om de automotive productie te revolutioneren. 

Door het verminderen van CO₂‑emissies, het mogelijk maken van lichtgewicht ontwerpen en het voldoen aan strenge prestatie‑eisen, vormen natuurlijke vezelcomposieten een overtuigend alternatief voor koolstofvezel. Deze natuurlijke composieten beloven de volgende belangrijke innovatie te worden, die duurzame mobiliteit opschaalt van premium sportauto’s tot alledaagse voertuigen en de auto‑industrie naar een groenere toekomst leidt.