2013年11月6日，包括SPE汽车部门董事会成员及来自全球汽车和塑料行业的嘉宾共700多人参加了在美国密歇根州利沃尼亚Burton Manor会议中心举行的2013第四十三届SPE汽车创新奖颁奖大会，共同见证了本年度在地面交通应用方面“最具创新的塑料应用”的颁奖盛况。本年度的汽车创新奖共颁发了八大类别的奖项，其中，“车身外饰奖”的获得者同时还被提名为本年度的大奖得主。

大奖及车身外饰奖

2013第四十三届SPE年度汽车创新奖的“大奖”及“车身外饰奖”得主是日产汽车公司2014 款Nissan* Rogue*CUV的全烯烃材料的举升门，该部件的一级供应商是日立汽车系统有限公司，加工商是Magna-Decostar公司，材料供应商和模具制造商分别为LyondellBasell & Advanced Composites有限公司和Kyowa 工业有限公司。

采用注塑成型工艺生产的该举升门的独特之处在于，使用的所有材料都是烯烃类，其中，举升门的外板采用了Hifax* TYC 1175P热塑性聚烯烃（TPO），内板采用了Mostran* L5091-P长纤维增强热塑性聚丙烯（LFT-PP），因此在汽车报废后完全可回收，而且它是北美第一款采用TPO外板材料的汽车部件。这款全组装的运动型多功能车款式独特，且比相应的冲压钢系统轻30%，燃油效率提高了10%。更低的重量还减少了CO2的排放量，而且用户可以更方便地开、闭这一轻型举升门。由于部件的集成、废料的减少以及注塑成型热塑性塑料而对废料重新使用的可行性，使得用于外板的原材料成本比采用片状模塑料（SMC）的成本降低了35%。与用于可喷涂的A级表面外板的SMC和传统的TPO配混料相比，这种高流动性、高刚性和高冲击强度的TPO配方缩短了成型周期。模内着色的LFT-PP则满足了内板的机械性能要求并避免了喷涂工序，同时减少了VOC排放。内、外板是通过一种结构粘合剂被粘接在一起，这种结构粘合剂与内、外板材料配方之间具有一种亲合力。

图1 在2013 第四十三届SPE汽车创新奖大赛中，克莱斯勒集团公司的2014款Jeep* Cherokee*SUV的薄壁仪表板骨架获得了车身内饰奖

车身内饰奖

克莱斯勒集团公司的2014款 Jeep* Cherokee* SUV的薄壁仪表板骨架获得了2013第四十三届SPE 年度汽车创新奖的“车身内饰奖”。Intertec Systems公司作为一级供应商和加工商生产了该部件，材料供应商SABIC为其提供了Stamax* 30YK270 PP材料，模具制造商Windsor Mold Group则为薄壁注塑成型工艺提供了相关的模具技术。

该应用是北美首个采用LFT-PP成型的壁厚仅2mm的仪表板骨架，而传统的注塑级烯烃树脂可成型的典型壁厚是2.5～4.0mm，这意味着该部件更轻且成型周期更短。由于采用了薄壁注塑成型工艺，因而缩短了30%的循环时间，降低了27%的部件重量，并使每辆车的成本节省了US$3。30%玻纤增强的LFT-PP树脂为部件提供了所要求的刚性、强度和抗冲击性能，从而在很大程度上满足了内饰的安全性要求。此外，在该项目的实施过程中还减少了250万Lb的塑料消耗，而先进的纤维取向模拟也被用于减少模具设计过程中的翘曲问题。

图2 日产汽车公司2014款Nissan* Rogue* CUV的全烯烃举升门在2013 第四十三届SPE汽车创新奖大赛中获得了车身外饰奖和大奖

底盘/硬件奖

由一级供应商及加工商麦格纳内外饰系统公司为福特汽车公司的2013 款Ford* Fusion* & Mondeo*轿车生产的保险杠吸能块获得了2013第四十三届SPE 年度汽车创新奖的“底盘/硬件奖”。这是全球首款可同时满足两个自相矛盾的要求的单体式前保险杠吸能块（EA），包括：美国汽车安全法规Part 581的有关保险杠损坏性要求（倾向于要求一种刚性的EA）和行人保护GTR的有关减小腿部碰撞要求（倾向于要求一种柔性的EA）。通过开发一种通用的、可同时满足两方面要求并可调整的EA，使得采用不同结构、满足不同抗冲击要求的保险杠骨架和保险杠面板被取消。该部件采用注塑成型工艺被生产而出，材料供应商SABIC 为该应用提供了Xenoy* 1103 PC/PBT材料。这种注塑级别的PC/PBT混合物在发生变形时（变形率可达到100%）可提供出色的吸能性，同时可在30～60℃下保持结构的完整性。

这一正在申请专利的系统减少了设计、制造和组装的复杂性，同时可在发生低速撞击时提高行人的安全性并降低更换成本。该系统要比钢制EAs轻40%，成本也低10%。而与较厚的PP EAs相比，该系统可在相当的成本基础上重量降低20%。

图3 2013 第四十三届SPE汽车创新奖大赛中“底盘及硬件奖”的获得者是福特汽车公司的2013款Ford* Fusion* & Mondeo*轿车的保险杠吸能块

电气系统奖

“电气系统奖”是2013第四十三届SPE 年度汽车创新奖的新增奖项。由一级供应商A123 Systems公司和加工商大陆结构塑料公司为通用汽车公司2014款 Chevrolet*Spark*电动车（EV）生产的电动汽车蓄电池获得了该奖项。

该复合材料的电动车电池附件要求满足许多严格的性能要求，包括：30°偏置障壁碰撞、侧碰撞和后障壁碰撞，50g加速度冲击试验（X、Y和Z），碰撞后整体结构的完整性，阻燃性测试，3m落锤测试（底部和端部），1m深水淹测试和振动测试。为了满足所有这些标准，必须采用新的材料、生产工艺、模后处理及非破坏性测试方法，由此，使得无VOC排放的、采用粗网织篮式玻纤粗纱布增强的热固性乙烯基酯树脂的首个工业化应用得以实现，从而模压成型出了一种复杂形状的附件，它可在发生事故时保护电动车的电池组件。这种强韧的模压复合材料比金属解决方案轻40%，有助于汽车运行更长的里程并提高驾驶性能。由于具有绝缘性，因此该材料有助于保护乘员并对意外事故作出快速反应。由于氰特工业公司专门为此而配制的乙烯基酯树脂无苯乙烯排放，因而对工人和环境更加安全。同时，精心选择的铺层形式允许进行局部增强。该应用还可实现复合材料与钢之间的大型结构连接。作为模具制造商，Century Tool & Gage公司为该应用提供了模具。

图4 获得2013第四十三届SPE汽车创新奖“电气系统奖”的是通用汽车公司2014款Chevrolet* Spark*电动车的电池附件

材料奖

日产汽车公司2013 款Nissan* Sentra*小型轿车的带有注射成型表皮的仪表板获得了2013第四十三届SPE 年度汽车创新奖的“材料奖”，一级供应商和加工商Calsonic Kansei公司采用旭化成化学公司的Sunvieo* A7171热塑性硫化橡胶（TPV）注塑成型出该表皮，Calsonic Kansei公司为此提供了模具。

这是世界上首款采用超高流动性TPV注塑成型薄壁表皮的仪表板。凭借250g/10min的熔体流速以及出色的机械性能，该特殊配制的材料使得成型出1mm厚的表皮成为可能。该表皮可适应仪表板的深拉和不平整的凹槽结构而不发生撕裂，因而提供了新的设计水准和款式选择。该TPV还提供了优良的视觉效果、独特的伸长率以及消费者希望的软触感受，同时不影响安全气囊的安装及功能发挥。与聚氯乙烯（PVC）搪塑表皮相比，它提供了良好的长期外观和光泽水平。该新的表皮材料的成型周期为60s，比PVC搪塑成型的表皮轻25%，成本可降低10%，同时还降低了模具成本，废料也可得到回收利用。此外，与PVC搪塑成型相比，由于该工艺消耗的能源更少，因而CO2排放减少了58%。该表皮良好的脱模性有助于最大程度地减少使用脱模剂，从而进一步减少了有机性挥发物的排放。

图5 日产汽车公司的2013款Nissan* Sentra*小轿车的仪表板注塑表皮获得了2013第四十三届SPE汽车创新奖大赛的“材料奖”

动力系统奖

获得2013第四十三届SPE 年度汽车创新奖“动力系统奖”的是奥迪汽车公司2011款 Audi A4* & A5*轿车的2.0L TDI & TFSI发动机上的涡轮增压进气管。作为该部件的一级供应商和加工商，劳士领汽车公司还为该应用提供了模具。作为材料供应商，ZEON公司则提供了聚酰胺（PA6）+丙烯酸烷基酯共聚物（ACM，也叫“丙烯酸类橡胶”）材料。

该部件采用了创新的生产技术——抽吸吹塑成型工艺被生产而出。它将进气管与中冷器组合在一起，并将二者集成到进气歧管中，从而使进气回路体积减小了50%（更有利于发动机作出响应），同时还减小了40%的占用空间并减少了部件数量、降低了重量以及节省了20%的成本。由此，该系统减少了压力损失，从而在保持进气阀上具有同样增压压力的同时可减少涡轮的工作量，并有助于在发动机高负荷时使涡轮增压器中泵的工作量减少10%。

图6 奥迪汽车公司2011款Audi A4* & A5*轿车中2.0L TDI & TFSI发动机上的涡轮增压进气管获得了2013第四十三届APE汽车创新奖大赛的“动力系统奖”

新的高性能软质TPV（PA6+ACM）可在125℃下承受2.7bars（约269.6kPa）的超高压力。在该部件上，无需针对噪声进行设计，因为该材料能够使发动机的运动与中冷器脱离开，而且无需内保护层去保护材料不暴露于泄漏的酸性流体中。与传统的橡胶不同，该部件在使用寿命结束后完全可回收利用，这可节省50%的直接成本和50%的间接成本。由于声学性能的改善，内部乘员室的噪声也得以降低。

加工/装配/使能技术奖

用于通用汽车公司2014款 Corvette* Stingray*运动跑车上的压力加压技术获得了2013第四十三届SPE 年度汽车创新奖中的“加工/装配/使能技术奖”。

图7 获得2013第四十三届SPE汽车创新奖大赛“工艺、组装及使能技术奖”的是用于通用汽车公司2014款Corvette* Stingray*运动型轿车上的压力加压技术

这是用于成型碳纤维增强复合材料的新型快速非热压罐生产工艺的首个生产应用。与传统的热压罐工艺（生产周期通常为150min）相比，该工艺（生产周期只有17min）能够更快速地生产出具有同等机械性能且更加美观的部件，从而显著降低了成本，并使碳纤维复合材料首次在中等产量的汽车生产中得到实际的且经济上可承受的应用。这一重大技术突破的关键在于热压罐固化周期和树脂固化活力的研发特征，这带来了几项专利申请，循环周期缩短了66%，部件的直接成本降低了30%，加工中的消耗成本降低了75%。这一专门设计的工艺和设备可防止出现传统的放热固化反应，避免对氮气毯的需求和挥发性物质的释放。埋有热油加热/冷却线路的镍气沉积(NVD)工具推动热量快速通过Z轴以实现快速固化。一种可重复使用的硅橡胶拱顶盖（可用于400～500个部件）减少了成本和传统的一次性包装的麻烦。脱模后的部件拥有更加一致的外表，从而减少了35%的后处理操作。

该应用的一级供应商和加工商分别是Globe机械制造公司和Plasan碳纤维复合材料公司，材料供应商东丽北美公司为此提供了环氧碳纤维预浸料，Weber制造技术有限公司则为该新型非热压罐成型工艺提供了模具。

图8 福特汽车公司2013款Ford* Fusion*中型轿车的侧安全气囊盖获得了2013第四十三届SPE汽车创新奖大赛的“安全奖”

安全奖

2013第四十三届SPE 年度汽车创新奖的“安全奖”得主是福特汽车公司2013款 Ford*Fusion*中型轿车上的侧安全气囊盖，该部件由一级供应商Autoliv公司和加工商 Atlantic Precision Products公司提供，Mitsubishi 公司为此提供了TT914 CNP TPO材料，Great Lakes Mold & Engineering公司则为该部件的注塑成型提供了相关模具。

通过对传统的金属容器和塑料盖的取代，一种嵌入成型的托架/盖子组装件第一次被设计用作座椅侧安全气囊的安装表面，同时将安全气囊盖的性能和美观功能集于一体。这一独特设计应对了为满足对薄型座椅外观的设计要求但同时又能为越来越大的侧安全气囊提供包容空间所带来的挑战，该侧安全气囊尤其可保护乘员胸部免受伤害。这种嵌入成型的悬臂金属托架使得安全气囊供应商提高了组装效率，减少了A级表面侧安全气囊模块的部件数量，并降低了300g的重量。广泛的填充工艺和工具开发被用于确保采用强韧的TPO树脂对托架进行恰当封装，该材料可在使用过程中保持A级表面效果，但又可在发生侧面撞击事故时确保安全气囊作出适当的部署。该设计还几乎避免了对安装有关的技能要求，而这对于传统的“容器及外盖”设计形式的侧安全气囊而言却是一个问题。