2021第五十届SPE年度汽车创新奖获奖名单新鲜出炉

作者:本刊编译 发布时间:2021-11-30
2021年11月10日,在美国密歇根州利沃尼亚Burton Manor会议中心,美国塑料工程师学会(SPE®)汽车部门举行了第五十届SPE汽车创新奖颁奖典礼,公布了本年度汽车创新奖获奖名单。这一创立于1970年的颁奖活动,是全球汽车和塑料行业中历史最悠久、规模最大的颁奖盛事。

本年度大奖的得主,同时也是底盘/硬件类奖项的获得者,它由行业专家组成的蓝丝带评审团从七大类别的获奖者中选出。该颁奖典礼还宣布了汽车工程团队奖,以表彰为将聚合物材料大量用于一款知名车辆而在研究、设计、工程及制造等方面所作出的努力。

为纪念“塑料创新50周年”,评审团还从以前(1983至2019年)的37个名人堂奖得主中选出了排名前五的创新应用。获得名人堂奖的标准是,该提名至少有15年的使用史,而且还必须具备以下条件:改变了游戏规则,在世界上取得了巨大成功,在材料、工艺和应用方面有所创新,目前仍在使用。

本年度的终身成就奖颁发给了Nippani R.Rao(1939~2021年)先生,他曾长期担任SPE 汽车部门、SPE复合材料部门和SPE底特律部门的董事。

值得一提的是,本年度还新增了一个特殊类别的奖项,旨在表彰汽车行业创新的新冠肺炎防护塑料解决方案,这是对汽车行业在新冠肺炎疫情早期为提供急需的个人防护装备以及在大多数公司因新冠肺炎疫情而濒临倒闭的情况下依靠汽车行业的设计和生产实力来为市场带来产能所作出的积极努力的嘉奖。

具体而言,荣获第五十届年度汽车创新奖的是:

增材制造类奖项得主:集成的附件系统

W 2021 IAG Additive Manufacturing Winner - Integrated Tether System

用于福特汽车公司2021 福特翼虎系列车辆上储存槽中的可更换附件,如杯架、垃圾桶等,获得了增材制造类奖项。一级供应商、加工商IAC集团采用Not Available公司的材料和Not Applicable公司的模具,利用增材制造工艺制成了这些部件。这种由客户选择并下载NFTL文件、然后自己完成3D打印的方式,在行业中尚属首次。虽然最初的设计由福特及其供应商团队开发,但今后可能要听取用户的建议。由于可以使用各种打印机和建议的材料,因而为用户提供了灵活性,可以在最大程度利用乘员空间的同时,避免昂贵的模具投资。

车身外饰类奖项得主:带有集成灯标的格栅

2021 IAW Body Exterior Winner j- Grille with Integrated Lit Emblem

福特汽车公司2021 福特野马Mach E GT上的硬涂喷漆前格栅,带有一个“马”字灯标,从而在单一部件上展示了一种三维的未来效果,它获得了车身外饰类奖项。一级供应商麦格纳汽车外饰系统及加工商麦格纳汽车外饰系统LexaMar部门采用科思创的聚碳酸酯(PC)材料和Inevo集团提供的模具,利用注压成型工艺,在小吨位的机器上成型出了这款大幅面的壁厚不等(3~5 mm)的透明PC格栅。值得一提的是,对小吨位机器的使用还为减少或消除流痕和压痕提供了帮助。成型后,这一具有光学质量的部件通过浸渍有机硅硬涂层而具备了优良的耐候性和耐磨性,“马”字标识也被磨蚀出来。在部件背面,有选择性地应用了底漆和油漆。这种在硬涂层上喷漆的做法在汽车外饰应用中还是第一次。

车身内饰类奖项得主:第三排座椅靠背

2021 IAG Body Interior Winner 3rd-Row Seatback

用于丰田汽车公司2021 丰田塞纳车型上的第三排座椅靠背,获得了车身内饰类奖项。该座椅靠背由一级供应商丰田纺织公司和加工商弗莱克斯-恩-杰特公司采用Ultramid B3ZG7 CR PA 6材料和注射成型工艺生产而出,仅一个塑料部件就取代了原来由16个子部件构成的钢组件,因而降低了30%的重量和15%的成本,且碰撞性能提高了两倍。乘客要想将座椅调成直靠背,所用力气减少了63% ,意味着不再需要座椅电机。这是行业中第一个全塑料的独立式座椅靠背,具有优良的吸能性且无需金属支架。为了实现顺序注射,还新开发了一种专用的35% 短玻纤增强抗冲击改性PA6树脂。

大奖及底盘/硬件类奖项得主:多材料的后板弹簧 

2021 IAG Chassis_Hardware Winner - Multimaterial Rear Leaf Spring

用于福特汽车公司2021福特 F150车型上的后板弹簧获得了底盘/硬件类奖项,它同时也是大奖得主。一级供应商、加工商Rassini Suspensiones公司与同是加工商的西格里碳纤维(SGL Carbon)公司合作,采用瀚森公司的EPIKOTE 树脂TRAC 06150、EPIKURE固化剂 TRAC 0615和HELOXY 添加剂TRAC 06805以及西格里碳纤维(SGL Carbon)的增强材料,利用Not Available公司提供的模具及高压传递模塑成型(HP-RTM)工艺,生产出了该部件。

这款新型混合材料的后板弹簧由高强钢的主叠片和HP-RTM的玻纤增强环氧复合材料辅片构成,在减轻30%重量的同时,还提供了与传统钢板弹簧系统相同的刚性和耐久性。其他优势包括:提高了承载力,减少了组件数量和叶片间的摩擦,啮合更顺滑,且降低了噪声和碳足迹。

环境类奖项得主:线束夹

2021 IAG Environmental Winner - Wiring Harness Clip

用于福特汽车公司2021 福特Bronco Sport车型上由rPA6制成的线束夹,是采用100%消费后回收的海洋塑料注射成型的部件,荣获了环境类奖项。一级供应商李尔公司与加工商兼模具制造商海尔曼太通北美公司采用帝斯曼的Akulon RePurposed PA6材料以及熔体混合和注射成型工艺制成了该部件。这项应用为印度洋和阿拉伯海域的渔民们提供了收集仿形齿轮(渔网)的就业机会和更可持续的谋生手段,并为海洋生物带来了健康的生存环境。该回收材料提供了与石油基原生树脂相当的性能,节省了10%的成本,降低了能耗,确保了供应链的稳定性。对该回收塑料的降级应用无需更换模具,只需微调工艺即可。

材料类奖项得主:复合材料的车顶接收器支架

2021 IAG Materials Winner - Composite Roof Receivers

用于斯特兰蒂斯公司2021牧马人吉普和角斗士吉普上的车顶接收器支架,获得了材料类奖项。斯特兰蒂斯公司作为一级供应商,与加工商Not Available合作,采用三菱化学先进材料公司的KyronMAX S-4330 PPA w /30% USCF材料、Maple模具技术公司提供的模具以及注射成型工艺生产出了用于可拆卸硬顶和软顶车顶上的6个支架。通过采用30% 超短碳纤维(USCF)增强的PPA取代熔模铸钢,使得这些支架部件在提供同等强度的同时还降低了38%的成本和79%的重量,取消了粉末涂层,增强了抗刮擦性,并提供了一种耐候、MIC的A级表面。这种USCF 复合材料可以像纯聚合物一样成型,但性能却优于LFT材料,完全可回收利用,碳足迹低于金属/合金。

工艺/装配/赋能技术类奖项得主:厚光栅的开发

2021 IAG Process, Assembly & Enabling Technologies Winner - Thick Lightbar Development

用于通用汽车公司2021通用凯迪拉克凯雷德车型上的厚光栅,获得了工艺/装配/赋能技术类奖项。这款长780 mm、厚18 mm的红色透明灯片极具挑战性,为汽车后尾灯提供了独特的外观和均匀的发光效果。一级供应商、加工商法雷奥照明系统公司采用科思创的模克隆LED PC材料和Windsor Mold集团提供的模具,通过多型腔、多次注射的方式,注射成型了该部件。

确保这项专利应用取得成功的关键是:

借助先进的模拟工具优化了设计和功能,控制了翘曲变形;

● 实现了对复杂流道、分模线、止逆阀和多次注射工艺的优化控制;

● 订制的光学级PC材料为管理好质量、成本和成型性提供了帮助,确保满足了所有法定的后部照明要求。

虽然这项应用在技术上充满了挑战,但仍缩短了3个月的开发时间,通过采用虚拟原型技术,避免了25万美元的原型模具投资成本。

从1983~2019年的名人堂奖得主中评选出的前五名是:

● 2000年授予大众汽车公司的HDPE(高密度聚乙烯)燃油箱;

● 2010年授予通用汽车公司的前、后TPO (热塑性聚烯烃)保险杠面板;

● 1988年授予福特汽车公司的PVB (聚乙烯醇缩丁醛)挡风玻璃夹层 ;

● 2005年授予保时捷汽车公司的PA (尼龙)热塑性塑料进气歧管;

● 2007年授予福特汽车公司的PC(聚碳酸酯)前照灯组件。

车辆工程团队奖得主:福特汽车公司 2021 福特 F-150

2021 IAG VETA Winner - 2021 Ford F-150

福特汽车公司及其供应商团队凭借2021 福特F-150 皮卡而荣获了汽车工程团队奖。该奖项由SPE设立于2004年,旨在表彰由汽车设计师、工程师、一级集成商、材料供应商和模具制造商等组成的团队在研究、设计、工程和制造等方面所取得的技术成就,他们的研究工作令聚合物材料得以在知名汽车上得到大量应用。

44年来,福特F系列车型一直是美国最畅销的皮卡,2021版车型更是以其对塑料和复合材料的创新应用为特色,其中的很多应用都在今年的大奖赛中获得了提名,包括:

● 整流罩通风格栅获得了车身外饰奖提名;

● 扶手嵌件、最大倾斜度座椅、第一排中间座椅移动工作站、带遥控释放装置的上手套盒和工作面折叠扶手等获得了车身内饰奖提名;

● 多材料后板弹簧和折叠式移位器获得了底盘/硬件类奖提名;

● 冷却剂流量管理挡板获得了材料奖提名。

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