开发背景：

保险杠作为车辆最先接触碰撞行人或车辆的构件，它的强度和性质能够很大程度的影响由于交通事故产生的损失。目前为止，传统保险杠在撞击时性能表现较差，不能够发生有效的变形，吸收碰撞产生的能量，不能够很好地保护行人与驾驶员的安全。截至目前，国内外对缓冲吸能式保险杠的研究方向大多以保险杠的缓冲器为主要方向，即在传统保险杠内加液压缓冲器作为缓冲吸能装置。当汽车与障碍物发生碰撞时，冲击力通过横杠内侧加强件传到活塞上，活塞推动液压油通过节流孔压向活塞右腔，推动活塞向左移动，并使氮气受到压缩。或通过气囊，充气泵等组成安全气囊型的吸能保险杠（如图1），即气体通过冷器层降温后,进入过滤器,经过滤后的清洁气体迅束充入内藏的楔形状气囊,使其向前张开,托起被碰童的行人。

对于吸能式材料，美国的ENIDINE公司就对缓冲器进行模拟仿真，ENIDINE主要以流体力学理论和模态分析理论为基础研究缓冲器对汽车保险杠的缓冲效能，研究的大多数缓冲器内为树脂类填料等。国内根据柚子中果皮的结构与性能，通过与缓冲材料设计相结合建立了具有孔径大小变化的结构模型。采用纸浆纤维作为基材、羧甲基纤维素为胶黏剂、偶氮二甲基酰胺为发泡剂。确定了单层材料的材料组成和结构参数：胶黏剂用量为 20%、发泡剂用量分别为 1%、1.5%、2%。采用多层浆料同时发泡的方法，制得具有了类似柚子中果皮结构特点的仿生发泡缓冲材料，对其进行了静态压缩性能测试，分析。发现具有仿生结构的缓冲材料具有很好地缓冲吸能效果。

宝马与德国一些大学团队共同研究后发现，柚子皮拥有独特的缓震结构，即使柚子从数米高的树梢跌落，里面的瓤也不会受到损坏。宝马公司利用仿生学原理，采用柚子皮类似的多孔结构设计，设计了仿柚子皮头盔，该仿柚子皮头盔可以有效的分散冲击力、吸收冲击能量并减小冲击损伤，新型的防护材料要比现有材料轻20%，而且更坚固、韧性更强，拥有良好的透气性。因此，将仿柚子皮式的结构应用在保险杠上，当汽车与行人发生碰撞时，对行人和驾驶员的缓冲保护效果更好。

结构说明：

汽车前后保险杠防护缓冲的原理为：当汽车前方受到冲击的情况下，保险杠会将前方吸收到的冲击力分散到汽车两侧的吸能盒然后才传递给上下前纵梁，最后在将其传给车身结构。而当汽车后方受到冲击时，则有后方保险杠将其冲击力分散到两侧吸能盒然后才相应传给上下纵梁及车身结构。

传统吸能式保险杠由塑料、金属、碳纤维、玻璃钢、泡沫材料等材料制成，由外板、缓冲材料和横梁等三部分组成，在汽车或驾驶员发生撞击时的缓冲效果不是很理想。研究者发现柚子即使从高处坠落也不会摔裂，果肉也几乎不会受到损伤。这是因为呈蜂窝状的柚子皮具有很好的抗冲击性，而且本身自重很轻，相当于自带减震效果（如图3）。柚子皮的结构在材料学中被称为“拉胀材料”。这种材料应对压力的方式与传统材料完全不同：在压力点之下，传统材料会塌陷和变薄，而“拉胀材料”则会更快地压缩和硬化。

功能与使用说明：

①　3D打印技术：满足不同车辆对保险杠个性化、差异化的要求，大大提高了保险杠与车辆的适配性。

②　仿柚子皮结构：基于仿柚子皮结构的保险杠设计，在增强保险杠强度的同时减轻了保险杠的质量，提高汽车的燃油经济性和机动性。