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最創(chuàng)新的汽車零部件部件是這些!
美國塑料工程師協(xié)會(SPE)汽車分會在11月宣布了其第46屆汽車創(chuàng)新大獎賽的分類獲獎名單。該大獎賽是汽車和塑料行業(yè)最古老、最大的表彰活動。來看看都有哪些獲獎作品吧?
碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)流板
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項。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)流板配件具有高級碳復(fù)合材料外觀,與配有不同空氣動力學(xué)組件的3件式導(dǎo)流板具有相同的空氣動力學(xué)性能,同時重量減輕了40%。
該導(dǎo)流板采用獨(dú)特的設(shè)計和專有模具,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。
LFT+PP注塑成型的結(jié)構(gòu)前端模塊
福特(Ford)2016 Ford Super Duty卡車的主動進(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項。
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,是支持主動進(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。
完美姿勢座椅懸架系統(tǒng)
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)飾類別的獎項。
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,這種"完美姿勢座椅"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)時間。
該設(shè)計還形成了一個堅固的動態(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,實現(xiàn)A級表面的精致做工。該系統(tǒng)擁有83項專利,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%。
減重達(dá)30%的減振支座
通用2016 Cadillac CT6豪華轎車的減振支座(圖04)獲得了在底盤/硬件類別的獎項。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)脑肼暋S捎诓捎媚K式裝配,所以該設(shè)計具有更大的調(diào)節(jié)靈活性。
采用PET水瓶回收制成的閉環(huán)瓶
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。它以回收聚對苯二甲酸乙二醇酯(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)用場合,如發(fā)動機(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35萬個水瓶。
減重達(dá)30%的真空制動管
通用2016 Chevrolet Silverado和GMC Sierra卡車的真空制動管(圖06)獲得了材料類別的獎項。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)計改變?yōu)椴捎幂^小的直徑、較薄的壁,以簡化在發(fā)動機(jī)/底盤中的管路鋪設(shè),消除熱屏蔽現(xiàn)象,同時可以快速連接。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。
在中國推出的首個35% GR-PP進(jìn)氣歧管
大眾(Volkswagen)2015 EA21 1.6L發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管(圖07)獲得了動力系統(tǒng)類別的獎項。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。部件采用振動焊接。
采用機(jī)器人激光切割和焊接的TPO面板
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/實現(xiàn)技術(shù)類別的獎項。
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,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。
采用聚合物復(fù)合材料取代鎂的座椅緩沖架和貯箱門
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項。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。
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