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最具創(chuàng)新性的復(fù)合材料汽車零部件
1、碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)流板
通用(GM)2016ChevroletCorvette跑車上使用的碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)流板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。
2、LFTPP注塑成型的結(jié)構(gòu)前端模塊
福特(Ford)2016FordSuperDuty卡車的主動(dòng)進(jìn)氣格柵的結(jié)構(gòu)前端模塊獲得了車身外飾類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。
該產(chǎn)品采用了Celstran40-20Black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1.4kg，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3856kg傳統(tǒng)車輛上部件變形<1mm的結(jié)構(gòu)要求。
3、完美姿勢座椅懸架系統(tǒng)
這款來自福特2017LincolnContinental豪華轎車上、下靠背復(fù)合材料懸架獲得了車身內(nèi)飾類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。
它采用了UltramidB3ZG7OSIPA;UltramidB3EG3PA;ADX5017TPO和Delrin100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)**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%。
4、減重達(dá)30%的減振支座
通用2016CadillacCT6豪華轎車的減振支座獲得了在底盤/硬件類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。該產(chǎn)品采用巴斯夫的UltramidA3WG10CR50%玻璃纖維(GR)增強(qiáng)PA6/6，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。
5、在中國推出的首個(gè)35%GR-PP進(jìn)氣歧管
大眾(Volkswagen)2015EA211.6L發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管獲得了動(dòng)力系統(tǒng)類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。它采用了SABIC公司的G3135XPP，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PA6/6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5dB。超細(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。
6、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2016FordSuperDuty卡車上的座椅緩沖架和貯箱門獲得了安全類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。該產(chǎn)品采用CelstranGF40-20LFT-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。
另外，采用回收塑料及熱塑性彈性體制成的汽車部件也在本次大賽中嶄露頭角。
1、采用PET水瓶回收制成的閉環(huán)瓶
通用2016ChevroletEquinox和GMCTerrain跨界多功能車(CUV)采用的閉環(huán)瓶回收產(chǎn)品獲得了環(huán)保類別的大獎(jiǎng)。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(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。
2、減重達(dá)30%的真空制動(dòng)管
通用2016ChevroletSilverado和GMCSierra卡車的真空制動(dòng)管獲得了材料類別的獎(jiǎng)項(xiàng)。該產(chǎn)品采用了帝斯曼ArnitelCM622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℃)，較好的耐化學(xué)品性能，爆破強(qiáng)度最低60bar，彎曲強(qiáng)度最低50N。還要求在150℃，2h條件下耐真空塌陷，150℃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。
3、采用機(jī)器人激光切割和焊接的TPO面板
通用2017ChevroletCamaroZL1跑車，采用機(jī)器人進(jìn)行TPO面板的激光切割和焊接，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HifaxTYC1168XTPO，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1s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。
