美國塑料工程師協(xié)會(huì)（SPE）汽車分會(huì)在11月宣布了其第46屆汽車創(chuàng)新大獎(jiǎng)賽的分類獲獎(jiǎng)名單。該大獎(jiǎng)賽是汽車和塑料行業(yè)最古老、最大的表彰活動(dòng)。來看看都有哪些獲獎(jiǎng)作品吧？

 

 

  通用（GM）2016 Chevrolet Corvette跑車上使用的碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)流板（圖01）獲得了汽車零部件類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。該產(chǎn)品采用索爾維公司的MTM5790環(huán)氧樹脂。這種整體式環(huán)氧樹脂/碳纖維導(dǎo)流板配件具有高級(jí)碳復(fù)合材料外觀，與配有不同空氣動(dòng)力學(xué)組件的3件式導(dǎo)流板具有相同的空氣動(dòng)力學(xué)性能，同時(shí)重量減輕了40%。

 

  該導(dǎo)流板采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)和專有模具，將開放式腔葉片以及整體螺紋嵌件組合在一起，使其易于制造與裝配。整體結(jié)構(gòu)由于減少了固定件，所以外觀更加整潔。導(dǎo)流板有暴露紋理的透明覆層類型，以及碳閃光金屬漆噴涂的類型。

 

 

  福特（Ford）2016 Ford Super Duty卡車的主動(dòng)進(jìn)氣格柵的結(jié)構(gòu)前端模塊（圖02）獲得了車身外飾類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。

 

  該產(chǎn)品采用了Celstran 40-20 Black長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料（LFT）聚丙烯（PP），通過注塑工藝生產(chǎn)。這種沒有金屬增強(qiáng)件的全復(fù)合材料設(shè)計(jì)，是支持主動(dòng)進(jìn)氣格柵（AGS）功能的注塑LFT-PP前端模塊在重型卡車上的首次應(yīng)用。

 

  該設(shè)計(jì)中取代了鋼和塑料/金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)，每輛車輛可以減輕重量1.4 kg，節(jié)省3美元，將部件整合到了一起，具有定位功能，便于裝配和表面處理，改善了氣流，同時(shí)滿足了這種3856 kg傳統(tǒng)車輛上部件變形<1mm的結(jié)構(gòu)要求。

 

 

  這款來自福特2017 Lincoln Continental豪華轎車上、下靠背復(fù)合材料懸架（圖03）獲得了車身內(nèi)飾類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。

 

  它采用了Ultramid B3ZG7 OSI PA; Ultramid B3EG3 PA; ADX 5017 TPO和Delrin 100聚甲醛（POM），通過疊模工藝制造。由于采用了整體復(fù)合材料設(shè)計(jì)，這種“完美姿勢(shì)座椅”懸架系統(tǒng)可以微調(diào)懸架，通過懸置上靠背，提供軀體側(cè)面支撐（可以彎曲來適應(yīng)各種體格），來提高乘坐人員的舒適性。配置的特殊附件便于裝配，并縮短維護(hù)時(shí)間。

 

  該設(shè)計(jì)還形成了一個(gè)堅(jiān)固的動(dòng)態(tài)碰撞能量管理系統(tǒng)，進(jìn)行后部碰撞保護(hù)。采用直接注塑著色工藝，實(shí)現(xiàn)A級(jí)表面的精致做工。該系統(tǒng)擁有83項(xiàng)專利，盡管增加了更多功能件，但座椅重量減輕了8%，成本降低了15%。

 

 

  通用2016 Cadillac CT6豪華轎車的減振支座（圖04）獲得了在底盤/硬件類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。該產(chǎn)品采用巴斯夫的Ultramid A3WG10CR 50%玻璃纖維（GR）增強(qiáng)PA 6/6，通過注塑工藝生產(chǎn)。這是首次用玻璃纖維增強(qiáng)PA材料制成的減振支座殼體，也是首次在前、后懸架系統(tǒng)上使用聚酰胺殼體。

 

  這種注塑件集成了前、后支座的共同組件，采用了特殊螺紋裝配方法，具有鎖定功能。與典型鋼和鋁部件相比，它們將重量減輕了30%，并降低了通過懸架系統(tǒng)傳輸?shù)脑肼?。由于采用模塊式裝配，所以該設(shè)計(jì)具有更大的調(diào)節(jié)靈活性。

 

 

  通用2016 Chevrolet Equinox和GMC Terrain跨界多功能車（CUV）采用的閉環(huán)瓶（圖05）回收產(chǎn)品獲得了環(huán)保類別的大獎(jiǎng)。它以回收聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）制造的無紡拉絨織物為特色。

 

  這種創(chuàng)新、多方利益相關(guān)，不增加成本的項(xiàng)目可保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長，創(chuàng)造工作崗位，以一種可持續(xù)的方式幫助人們。從GM工廠以及從美國密歇根州Flint地區(qū)收集的水瓶直接進(jìn)入一個(gè)供應(yīng)鏈，在該供應(yīng)鏈中將回收的材料加工成無紡拉絨織物，用于多種應(yīng)用場(chǎng)合，如發(fā)動(dòng)機(jī)歧管罩隔熱材料，外套保暖材料（轉(zhuǎn)化成無家可歸人員的睡袋，以前作為工作計(jì)劃的一部分由無家可歸婦女制作），以及在GM眾多生產(chǎn)廠及其他制造廠用于凈化空氣的空氣濾清器。已經(jīng)回收利用了35萬個(gè)水瓶。

 

 

  通用2016 Chevrolet Silverado和GMC Sierra卡車的真空制動(dòng)管（圖06）獲得了材料類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。該產(chǎn)品采用了帝斯曼Arnitel CM622熱塑性聚酯彈性體（TPC-ET）。真空制動(dòng)管需要一種高性能熱塑性材料來取代增強(qiáng)橡膠。要求材料具有較寬的工作溫度范圍（-40-150°C），較好的耐化學(xué)品性能，爆破強(qiáng)度最低60 bar，彎曲強(qiáng)度最低50 N。還要求在150°C，2h條件下耐真空塌陷，150°C下336h后保持沖擊強(qiáng)度。

 

  該設(shè)計(jì)改變?yōu)椴捎幂^小的直徑、較薄的壁，以簡(jiǎn)化在發(fā)動(dòng)機(jī)/底盤中的管路鋪設(shè)，消除熱屏蔽現(xiàn)象，同時(shí)可以快速連接。為此開發(fā)了一種高熱氧化穩(wěn)定性的TPC-ET彈性體。其重量減輕了30%，成本低，省去了固定架。

 

 

  大眾（Volkswagen）2015 EA21 1.6L發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管（圖07）獲得了動(dòng)力系統(tǒng)類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。它采用了SABIC公司的G3135X PP，通過注塑工藝生產(chǎn)。這是在中國推出的首個(gè)用35% GR-PP替代PA 6/6的進(jìn)氣歧管。

 

  該產(chǎn)品將成本降低了25-30%，模塑部件重量減輕了15-20%，同時(shí)在高溫條件下可保持性能，并提高了焊接強(qiáng)度，降低了NVH水平5 dB。精細(xì)玻璃纖維和特殊定徑技術(shù)等獨(dú)特技術(shù)有助于滿足性能要求。部件采用振動(dòng)焊接。

 

 

  通用2017 Chevrolet Camaro ZL1跑車，采用機(jī)器人進(jìn)行TPO面板的激光切割和焊接（圖08），使得該面板獲得工藝/裝配/實(shí)現(xiàn)技術(shù)類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。

 

  該產(chǎn)品采用Hifax TYC1168X TPO，通過注塑工藝制造。在制造A類外飾面板時(shí)，機(jī)器人激光切割和焊接工藝取代了液壓沖切和超聲波焊接。與其他焊接工藝不同，用機(jī)器人激光焊接方法在部件背部焊接支架時(shí)不需要加厚焊接區(qū)的壁材來防止焊穿，可以輕微減輕重量。還省去了仿形超聲波焊頭和沖切機(jī)。在部件噴漆側(cè)在1 s內(nèi)就可完成干凈的切割操作。這種雙功能工藝操作程序極為靈活，減少了占用面積，降低了工裝成本。

 

 

  福特2016 Ford Super Duty卡車上的座椅緩沖架和貯箱門（圖09）獲得了安全類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。該產(chǎn)品采用Celstran GF40-20 LFT-PP，通過注塑制造而成。這是首次采用聚合物復(fù)合材料代替結(jié)構(gòu)座椅緩沖架和貯箱門中的鎂。

 

  產(chǎn)品重量不變，成本降低（每套降低4美元），滿足所有安全和防撞性要求。其結(jié)構(gòu)靈活，可以升級(jí)配置未來的增強(qiáng)件。用40% LFT-PP注塑成型框架，其還帶有發(fā)泡聚丙烯（EPP）防沉泡沫塊和可鎖定的人體工學(xué)鎖扣。與鎂合金材料相比，該裝置大幅減少了碳足跡。