2012 SPE汽车创新奖

作者:本网编辑 文章来源:本刊编译 发布时间:2013-03-18
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2012年11月,美国塑料工程师学会(简称SPE)汽车部门举行了第42届年度汽车创新奖大赛颁奖典礼并宣布了获奖者名单,有八大类奖项被授予了本年度评选出的诸多创新应用.


图1 荣获了2012 SPE车身内饰奖,同时也是2012 SPE汽车创新奖大奖得主的产品是一款缝制成型的完全为烯烃材料的完整的仪表板软触表皮,该部件被通用汽车公司用于2013款Buick Enclave、Chevrolet Traverse和GMC Acadia SUVs等车型上

2012年11月,美国塑料工程师学会(简称“SPE”)汽车部门举行了第42届年度汽车创新奖大赛颁奖典礼并宣布了获奖者名单,有八大类奖项被授予了本年度评选出的诸多创新应用。作为最高荣誉的奖项,2012年SPE汽车创新奖的大奖被颁发给了“车身内饰奖”的获得者。

车身外饰奖

荣获2012 SPE 车身外饰奖的产品是碳纤维复合材料的引擎盖总成,该部件被用于克莱斯勒集团公司的2013款SRT Viper超级跑车上,其一级供应商/加工商是Plasan碳纤维复合材料公司,材料供应商包括:Umeco公司/氰特工业公司(提供了碳纤维织物预浸料)、东丽碳纤维美国公司(提供了单向碳纤维预浸料)以及亚什兰公司(提供了聚氨酯结构胶),模具制造商是Weber制造技术公司。该部件采用G83C T700S-24K碳纤维复合材料,利用真空袋/热压罐固化工艺成型而出。

该引擎盖总成是一款具有A级表面的CFRP部件,拥有高度复杂的蛤壳式形状,喷涂的A级表面外板附带了一个可暴露编织纹理的内板。作为一种可供一家年产量达3000辆的主流OEM应用的碳纤维复合材料部件,该部件可谓是具有A级表面的最大碳纤维复合材料部件。来源于造船和航空领域的设计、模具及制造技术,第一次在汽车行业中被用于对含有多个凹凸结构的复杂形状进行铺层。采用铆钉-螺母和螺栓进行装配的一体化装配点被成型到了该引擎盖的内板中。为满足结构要求,该部件采用了多变的局部厚度。与以前单有引擎盖的SMC部件相比,这一将挡泥板和引擎盖集为一体的最终部件减轻了44%的重量,从而为改善重量分布并降低汽车重心,以获得更好的汽车动力性能和动力/重量比提供了帮助。


图2 这款用于克莱斯勒2013 款SRT Viper超级跑车上的碳纤维复合材料引擎盖总成荣获了2012 SPE 车身外饰奖

车身内饰奖——大奖得主

荣获2012 SPE车身内饰奖,同时也是2012 SPE汽车创新奖大奖得主的产品是一款缝制成型的完全为烯烃材料的完整的仪表板软触表皮,该部件被通用汽车公司用于2013款Buick Enclave、Chevrolet Traverse和GMC Acadia SUVs等车型上,其一级供应商/加工商是Inteva Products公司,材料供应商包括:Adell Plastics公司、Stahl公司和泰科纳工程聚合物公司,模具制造商是KTX公司,所用材料为TPO-631 SSXT Soft TPO和Celstran LFT-PP,经多重工艺制造而成。

这一完全采用烯烃材料制成的具有多种纹理、结构复杂的完整仪表板表皮,体现了外形(轮廓)缝制工艺的巨大优势:与无剪裁/缝纫应用相比,先进的机器人缝制技术确保了高水平的外观质量,同时节省了15%~25%的成本;与剪裁/缝纫皮革相比,则节省了50%的成本并降低了15%的重量。


图3 用于福特汽车公司2012款Ford Escape和Edge CUVs车型上的双速抽风部件获得了2012 SPE底盘/硬件奖

底盘/硬件奖

用于福特汽车公司2012款Ford Escape和Edge CUVs车型上的双速抽风部件获得了2012 SPE底盘/硬件奖。一级供应商/加工商Wegu Manufacturing公司采用Rhetech公司的40% 滑石粉填充PP材料以及Anfe-Moulds公司的模具,注塑成型了该部件。

这一通过二次注射成型生产出的一体式抽风部件,是在硬质聚丙烯的基体上采用TPE材料进行包覆成型。该部件带有塑料活动铰链和塑料扭转弹簧,可发挥一路气阀的作用,通过上下、左右的移动而排放空气,但同时又确保了通过该抽风部件进入乘员室内的外部噪声得以降低。


图4 用于福特汽车公司2013款Escape CUV、Fusion轿车和Lincoln MKZ豪华轿车上的百叶型风口叶片获得了2012 SPE材料奖

材料奖

为了向任何形状和长度的百叶型风口叶片提供更大的设计自由度,同时满足刚性、耐久性和外观质量要求,Asahi Kasei塑料北美公司提供了一种半芳香族注射级别的PA 6/6/6I树脂,以帮助一级供应商/加工商TRW Automotive公司和Key Plastics公司在不增加部件壁厚或不添加玻璃纤维增强材料的情况下,注塑成型该风口叶片。

归因于Leona 90G60 B3374 PA 6/6/6I半芳香族PA树脂的“纽结式”晶体结构,使其结晶速率得到了良好控制,部件因此而能够在表皮冷却前被完全包裹,从而获得了一个表面富集树脂的更光滑漂亮的A级表面,喷涂操作也因此而被取消。该部件被用于福特汽车公司的2013款Escape CUV、Fusion轿车和Lincoln MKZ豪华轿车上,其模具制造商为Liberty Molds公司和J&J Tool & Mold公司。由于Leona 90G60 B3374 PA 6/6/6I树脂的结晶速率可得到良好控制,因而实现了免喷涂,从而使该部件获得了2012 SPE材料奖。


图5 用于通用汽车公司2012款Chevrolet Camaro ZL1跑车上的碳纤维复合材料抽风部件赢得了2012 SPE性能及订制化奖

性能及订制化奖

用于通用汽车公司2012款Chevrolet Camaro ZL1跑车上的碳纤维复合材料抽风部件赢得了2012 SPE性能及订制化奖。

通过采用MTM Prepreg 57 Series环氧/碳纤维预浸料,以及真空袋/热压罐固化工艺,使得暴露织物纹理的一体式CFRP复合材料结构得以成型,从而获得了一种轻质功能件。该部件增加了高速下的下沉力,同时获得了令人愉悦的漂亮外观。通过大量使用粘接剂,使得该抽风部件能够与采用替代材料的附件相连接,包括聚酰胺的通风筛和热塑性聚酯材料的导风板。而且采用粘接剂进行粘接,还可以将碳纤维复合材料的面板与其他的铝盖板隔离开,以防止电化锈蚀。

该部件的一级供应商和加工商分别是TransGlobal公司和deBotech公司,材料供应商分别为Umeco公司/氰特工业公司、巴斯夫和SABIC,模具制造商是deBotech公司。


图6 这一获得了2012 SPE动力传动系统奖的排水集成件被用于尼桑汽车公司的2012款Nissan Altima轿车上

动力传动系统奖

通过对多滑板动作、按顺序操作的科学成型工艺进行精确的时间控制,以及结合机械手技术,一级供应商/加工商MPC公司采用Solvay Specialty Polymers公司的AMODEL AS-1933HS PPA-GF33材料,以及Industrial Molds集团的模具,注塑成型了玻璃纤维增强PPA材料的排水集成件。

这种由金属转变为塑料的具有世界水平的部件,其主要功能是充当冷却系统的多支管。由于将两个组件转变成为一个集成件,因此该部件拥有10个无缝倒钩口,从而可使冷却液在变速箱冷却器、节流制冷器、加热器芯和油冷器之间来回输送,同时还可向散热器提供冷却液。该排水集成件还包括一个压紧式密封条、密封螺纹嵌件、一个线束支架和一个滴油轨,以及它所容纳的恒温器。其中,该部件上10个凸起的端口是在无分模线的情况下被成型而出的,而这种分模线对于传统的注塑成型而言必不可少。通过对多个阀式浇口和多重滑板操作进行精确的时间控制,使得该复杂部件得以成型。


图7 将一个球形密封直接挤出成型到一个通风盖上——这项用于福特汽车公司2013款Ford C-MAX HEV汽车上的技术,获得了2012 SPE工艺/集成/使能技术奖

这一获得了2012 SPE动力传动系统奖的排水集成件被用于尼桑汽车公司的2012款Nissan Altima轿车上。

工艺/集成/使能技术奖

一级供应商/加工商Windsor Mold集团采用埃克森美孚化工的山都平121 50E500 TPV,将一个球形密封直接挤出成型到了一个通风盖上,从而不仅满足了该应用的功能性要求,而且节省了二次操作中由人工安装密封所消耗的时间。这项被用于福特汽车公司2013款Ford C-MAX HEV汽车上的技术,因此而获得了2012 SPE工艺/集成/使能技术奖。Reis挤出公司为此提供了模具。

该工艺由机器人进行操作。在实际生产中,将一个挤出模头安装到一个加热软管上,然后沿注塑成型的基体边缘,快速而高效率地放下一个TPV型材。该全自动化的工艺创造出了一个便于调整的功能性密封,该密封在挤出后即可立即被拾起,而无需像热固性橡胶那样需要经过后固化。因此,该工艺具有成本效益,它取消了二次操作,能够以出色的尺寸稳定性,最大程度地密封好通风盖界面,同时还减少了废料并提供了高设计自由度和加工灵活性。


图8 用于福特汽车公司2013款Ford Fusion轿车上的一体化前照灯/引擎盖缓冲块止动支架获得了2012 SPE安全奖

安全奖

用于福特汽车公司2013款Ford Fusion轿车上的一体化前照灯/引擎盖缓冲块止动支架获得了2012 SPE安全奖。

在行人保护测试过程中,当汽车受到撞击而达到高HIC值时,这款带有前照灯的引擎盖缓冲止动部件能够为引擎盖结构提供刚性阻力。通常,引擎盖的材料、形状和包容空间也会影响HIC性能。传统上,这种引擎盖缓冲止动部件和前照灯附件支架一般是被设计成几个单独的部件,而这种全新的集成化一体式塑料支架却将引擎盖缓冲止动功能与前照灯组合在一起,并提供了一种可以满足新的行人保护要求的更有效方法。

这一获得了专利的部件由麦格纳内外饰公司采用Styron公司的30% 玻璃纤维增强PP材料和Advantage Mold公司的模具注塑成型,它可针对各种级别的分离载荷进行调整,也可被用于其他汽车,能降低装配的复杂性并使HIC值降低30%。

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