由回收塑料制成的洗碗机组件由 弗劳恩霍夫协会洗碗机外壳底部。图片来源：Fraunhofer LBF/Ursula Raapke洗涤剂瓶通常使用再生塑料制造；然而，就更高附加值的应用而言，这些回收物尚待大规模部署。弗劳恩霍夫结构耐久性和系统可靠性研究所 LBF 的研究人员与合作伙伴公司合作，证明再生塑料的性能与原始塑料相似——不仅如此，它还是洗碗机箱底的合适材料。回收塑料在气候和环境保护方面发挥着关键作用。虽然一部分包装通常由回收塑料制成，但专家和公司仍然不愿意对高端产品做同样的事情。归根结底，曾经是废物的批次变化意味着强度、气味和外观等特性与新制造的塑料的特性不同。然而，如果回收物得到有效处理，其特性可以调整为与原始塑料相匹配。“人们对回收材料仍然缺乏信任，”达姆施塔特 Fraunhofer LBF 的科学家 Dominik Spancken 说。

Fraunhofer 研究人员希望改变现状，并表明回收材料是值得信赖的。“因此，我们与 Bosch GmbH 和 Bosch-Siemens-Hausgeräte GmbH (BSH) 合作，研究回收塑料实际上可以实现的目标，”Spancken 说。为此，博世首先优化了汽车启动电池外壳的回收材料——例如，使用添加剂来增加强度和增强视觉特性。接下来，我们必须确定优化的材料是否适合制造洗碗机案例底部。该部件重约 2 公斤，构成洗碗机的基础结构，支撑侧壁并容纳辅助部件，如泵、状态传感器和盐槽。如果这些外壳底部可以用回收物生产，这将是使家用电器更具可持续性的重大贡献：根据每年 300 万台洗碗机的生产数据，使用回收物（从而减少资源）将节省约 2500 吨每年的原油——相当于一艘 110 米长的驳船运输的石油量。

回收材料能达到什么目的？

“在 Fraunhofer LBF，我们最初研究了优化的回收材料在机械应力下的表现，”Spancken 解释说。因此，研究人员制作了一个测试样本，并对其施加了大约 100,000 次的设定力——当然，这是在一个自动化过程中。这个数字反映了大型白色家电的典型用途和负载范围。这设定了材料必须能够承受多少压力而不被损坏的限制。根据这些规范，Fraunhofer LBF、Bosch 和 BSH 的专家确定了设计参数。至于 100,000 次循环，这个数字主要基于洗碗机外壳底部的手指粗针。每次打开和关闭洗碗机门时，这都会受到机械应力，代表洗碗机外壳底部承受最大负载的区域。如果我们假设洗碗机门每天打开 15 次，并且电器的使用寿命约为 18 年，则在洗碗机的整个使用寿命期间，门将打开约 100,000 次。由回收材料制成的别针可以承受这种情况吗？“虽然回收材料强度较低——弱 15%——但它具有与原始塑料相似的刚度特性。然而，更重要的是，两种材料在塑性变形能力方面的表现完全相同。总而言之，由回收塑料制成的塑料颗粒。图片来源：Fraunhofer LBF/Ursula Raapke由回收材料制成的组件有多坚固？

为了证实这一结果，除了纯材料测试外，研究人员还对组件本身进行了测试。“我们通过材料测试计算了材料特性。使用这些特性值，我们开发了一种评估方法来检查销是否耐用，”科学家解释说。

换句话说：研究小组在测试台上夹住由原始材料制成的箱底的销钉，并施加载荷以模拟使用洗碗机产生的载荷，特别是当机门打开和关闭时。鉴于地暖和洗碗机的辐射热可以将销加热到 50 度，Spancken 和团队将其温度调整到 50 度以反映这一点。需要多大的力才能折断销钉？它多久能承受一次打开过程？研究人员使用实验数据创建了一种经过验证的计算和设计方法，然后将回收物的材料特性“注入”到该方法中。

“我们能够使用对原始材料的测试和计算方法来推断由回收材料制成的销的行为，”Spancken 说。结果令人鼓舞：记录的由回收材料制成的销钉的弹性值与由原始材料制成的销钉仅略有不同。从可行性研究中可以得出结论，由回收材料制成的洗碗机箱底确实是可能的，从原始塑料更换为回收材料将为可持续的完整设备做出重大贡献。