2017第四十七届SPE® 年度汽车创新奖大赛获奖名单

作者:本刊编译(原文来自SPE) 文章来源:AI《汽车塑化》 点击数:18 发布时间:2017-12-20
作为汽车和塑料行业中历史最悠久、最盛大的颁奖活动,美国SPE®塑料工程师学会汽车部门公布了2017第四十七届年度汽车创新奖大赛获奖名单。本届车身外饰类别的获得者,同时也是大奖获得者。
2017第四十七届SPE® 年度汽车创新奖大赛获奖名单

后市场类别:一体化的地板车罩分隔板

用于通用汽车公司2017 雪佛兰Silverado皮卡上的一体化的地板车罩分隔板,第一次将双片材热成型的车罩分隔板(bedliner divider)整合到了车罩(bedliner)中,从而成为一体化的部件。一级供应商Penda 公司和加工商Durakon公司采用A. Schulman公司的Polytrope TPP1026EU TPO和Penda公司的模具,通过双片材热成型工艺,生产出了该部件。由于不需要生产一个单独的底部分隔部件,因而节省了275美元的成本。这种分隔板组合了一种成型的锁定功能,从而在被抬起时可将分隔板固定到卡车壁中。它不需要货物网(cargo net)或单独的分隔板,允许消费者在车板中放一些小物品而不会使物品在车辆行驶时移动和滑动。该部件的两面都有双重纹理,通过嵌入不同的LOGO,这一设计即可被应用到不同的车型和品牌上。

大奖和车身外饰类别:集成了松散层结构的主动进气格栅(AGS)结构

一级供应商和加工商Magna Plastcoat公司采用塞拉尼斯的Celstran 40-20 PP GF材料,为福特汽车公司2018 Expedition豪华运动型多用途车(SUV)开发的主动进气格栅(AGS)结构,可能是目前生产的最大的二次注射的AGS。它设计有一套完整的定位和附加系统,以便在格栅和前照灯之间保持一致的安装,从而消除了对FEM 装配、垫料(dunnage)和运输的需要。Integrity Tool公司为此提供了注塑模具。除了完全采用热塑性的解决方案从而减少了估计5美元的可变单件成本外,这种得到提升的设计还使每辆车降低了16美元的内部装配成本,并通过取消对FEM 的需要而消除了大约45美元的辅助费用。因此,福特在垫料、装配生产线和操作成本方面估计规避了200万美元的成本。进一步提高的部件整合,还逐步取消了4个单独的紧固件以及所需的相关操作。利用 LFRT 技术开发的一种聚丙烯结构,在替代的金属和尼龙混合设计上消除了估计 3磅的重量,而相应的钢结构要比LFRT设计重18 磅以上。不仅如此,LFRT设计还提供了所需的耐久性。

车身内饰类别:仪表板骨架

通过结构化学发泡与芯-背工艺,一级供应商、加工商International Automotive Components公司采用SABIC的Stamax长玻纤PP,为宝马公司的2017 Mini Countryman微型跨界多功能车(CUV)注塑成型了这款仪表板骨架,Siebenwurst公司为此提供了模具。这种VOC排放极低的部件满足了VDA 278 规范要求。通过广泛的CAE分析,对发泡部件的翘曲进行了预测,从而为提前修改模具提供了有价值的参考。发泡技术的应用,意味着所需要的材料相对较少,由此,重量减轻了15%,同时,排放更少且成本更低。

底盘/硬件类别:动力总成安装U型支架

用于通用汽车公司2017 Cadillac XT5运动型多用途车(SUV)上的发动机U型支架,是为6缸发动机而设计的第一款复合材料的安装架,最大可承受25kN的力。这种注塑成型的部件,取代了以前使用的金属解决方案,包括冲压、焊接和压铸等,实现了45%的减重。与铝相比,聚酰胺的阻尼特性还提高了NVH性能,从而降低了乘员舱的噪声。该部件的耐腐蚀性也得到了提高,且使用寿命结束后可回收利用。经过一年半的生产,一级供应商、加工商Hutchinson公司采用巴斯夫的Ultramid A3WG10 CR BK00564 50%玻纤增强PA66,共为无保修要求的不同的动力总成组合而开发出了7种U型支架。

环境类别:下一代可持续生物泡沫

一级供应商、加工商International Automotive Components公司将基于蓖麻的泡沫应用于福特汽车公司2018 Fusion 轿车上。这项应用为传统的石油基泡沫材料提供了可持续的替代方案,具有更低的重量和成本,以及更大的设计灵活性。这种基于蓖麻的泡沫提供了更低的成型密度,能够在只有4mm的横截面上发泡,且与所匹配的材料具有优异的粘接强度。在原位发泡中,将造型好的PVC、TPE或TPU表皮与硬的塑料载体部件一起放入模具中,然后在这两种部件之间注入泡沫。根据泡沫厚度的不同,重量可减轻20%~40%,每个原位发泡的仪表板平均可节省2美元的成本。巴斯夫为此提供了Elastoflex 3496/102 树脂和113/4 Iso PU材料,

材料类别:用于链条张紧器臂的低摩擦聚合物

福特汽车公司在采用5.0L V8发动机驱动的2017 F-150 皮卡和Mustang跑车上,应用了由帝斯曼的低摩擦聚合物Stanyl HGR2 PA46(+PTFE)注塑成型的链条张紧器臂。一级供应商、加工商Borg Warner公司成型了该部件。通过直接采用改性PA46替代PA66,提高了摩擦磨损性能,增加了刚性,由此而降低了凸轮轴的转动扭矩(0.5Nm),从而提高了燃油经济性(0.4%),相当于减轻了40磅的重量,并且所有这些都是以1/10的成本实现的。所带来的环境效益包括:每年减少了12000 桶的气体消耗,减少了5000t的温室气体排放。这项创新具有高度的可转换性,能够以经济上可承受的方式提高燃油经济性。从2018年开始,它将被用在更多的福特车型上。在福特汽车公司跨车型项目的转化中,其对环境的总体潜在影响,可能是在Mustang 和F-150车型上所实现数值的数倍。

动力传动类别:涡轮增压器出口T型接头

一级供应商Hwaseung R&A有限公司和加工商Songwoo Industrial & SejiSolotech公司采用杜邦韩国有限公司的PA66,为现代汽车公司的2018 Genesis G80 和Kia Stinger 轿车注塑成型了涡轮增压器出口T型接头。与以前的铝合金压铸件相比,通过采用塑料设计,减轻了42%的重量,降低了35%的成本,改善了气流,减少了压降(-8kPa),从而提高了燃油经济性和NVH性能。通过肋型设计,还降低了空气噪声,提高了长期耐久性。特殊的3浇口定位模具设计,最大程度地减小了熔接线区域的应力,确保了强度和耐久性,实现了工艺优化。新开发的35% 玻纤增强热稳定性聚酰胺66,在高达220℃的温度下仍能保持良好的性能。

加工、装配和使能技术类别:二次注射的内装饰边框

用于福特汽车公司2018嘉年华微型汽车上的内装饰边框,由一级供应商、加工商佛吉亚内饰系统公司采用Lotte Advanced Materials公司的INFINO LT1220 PC 和Starex LX0760 ABS材料,以及JP Grosfilley SAS公司的模具,通过二次“反转”注塑成型而得以实现。第一次注射有色PC,第二次注射自着色的ABS,以实现纹理表面的包覆成型。这是这项工艺首次被用于在这种尺寸和形状的部件上实现这种独特的三维视觉效果(颜色和质地)。与模内装饰(IMD)、模内贴标(IML)和高光喷涂相比,它节省了30%的成本。与传统的双层高光钢琴黑外观相比,其废品率降低了20%。

安全类别:头枕

用于福特汽车公司2018 F-150 皮卡上的这款低成本、低重量的头枕,为保护头、颈部而提供了额外的刚性,其灵活的设计允许头枕的前表面能够转动,以靠近或离开乘员60mm,从而在不产生费用的情况下,精确调整舒适度和安全度。作为主承载部件,在前排头枕上用塑料代替钢是一种新的做法。该部件的设计利用智能结构而消除了制造的复杂性,从而使现有的材料可以得到应用。随着这项技术扩展应用到新的汽车项目中,预计到2020年底,可以节省1073万美元(每辆车节省2.8美元)。一级供应商Windsor Machine公司和加工商Stamping公司采用Ravago公司的Hylon N1000STHL PA材料以及Integrity Tool & Mold公司的模具,注塑成型了该部件。

HALL OF FAME奖:热塑性聚烯烃表皮的仪表板

TPO表皮在仪表板上的应用于1999年得到了行业的认可,当时,通用汽车公司赢得了SPE® 车身内饰类别的最具创新塑料应用奖。这款应用在通用汽车公司2000年款庞蒂亚克Bonneville车型上的TPO表皮,

通过部署安全气囊而提高了安全性。由于不含增塑剂和有毒的稳定剂,因而减少了VOCs 和气味,从而降低了产生在挡风玻璃上的雾度。这种环境友好的聚烯烃系统还实现了闭环回收,取代了PVC并减轻了10%的重量。通过防止脆性开裂、褪色(紫外防护提高了4倍)和翘曲变形,这种 TPO表皮还提高了内饰质量。而TPO表皮所固有的皮革般的触感,还提高了整体的美观性。一级供应商、加工商Inteva Products有限责任公司(德尔福内饰系统)采用Mytex Polymers公司(前埃克森美孚化工与三菱化学的合资公司)的TPO材料,注塑成型了该热塑性聚烯烃表皮的仪表板。

车辆工程团队奖(VETA):通用汽车公司

在2018雪佛兰 TRAVERSE车型上,通用汽车公司大量应用了创新塑料,包括:长玻纤聚丙烯底部控制台支架,是第一款表面美观的薄壁结构,它减轻了30% 即2.2磅的重量,由于取消了金属加强件,还节省了1.5美元的组装成本;第一个大批量生产的聚酰胺U型支架,相比以前的铝设计,重量减轻了45%,且增加了10倍的阻尼特性;新开发的LED前照灯系统,包含有9个订制元件——在9个1×1 的LEDs的上方,9个单独的透镜可产生720流明的光通量,这些透镜包括3个大透镜(两个低光束,一个高光束)和6个小透镜(4个低光束,两个高光束),而且可按客户要求平衡灯的性能;在前、后面板,以及门槛板和摇板等的成型中,低密度(0.96 g/cc)的TPO也得到了推广应用。总之,对这些塑料和复合材料的应用,为提高性能(3.6L V6发动机的功率提高了8%)、减轻重量(重量比以前减轻了7%)、改善燃油经济性(提高了17%)以及获得最佳的乘员舱空间和多达14个高级安全特征而作出了贡献。

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