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最具創(chuàng)新性的復(fù)合材料汽車(chē)零部件
1、碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)流板
通用(GM)2016ChevroletCorvette跑車(chē)上使用的碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)流板獲得了汽車(chē)零部件類(lèi)別的獎(jiǎng)項(xiàng)。該產(chǎn)品采用索爾維公司的MTM5790環(huán)氧樹(shù)脂。這種整體式環(huán)氧樹(shù)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(zhuān)有模具，將開(kāi)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(lèi)型，以及碳閃光金屬漆噴涂的類(lèi)型。
2、LFTPP注塑成型的結(jié)構(gòu)前端模塊
福特(Ford)2016FordSuperDuty卡車(chē)的主動(dòng)進(jìn)氣格柵的結(jié)構(gòu)前端模塊獲得了車(chē)身外飾類(lèi)別的獎(jiǎng)項(xiàng)。
該產(chǎn)品采用了Celstran40-20Black長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(LFT)聚丙烯(PP)，通過(guò)注塑工藝生產(chǎn)。這種沒(méi)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(chē)上的首次應(yīng)用。
該設(shè)計(jì)中取代了鋼和塑料/金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)，每輛車(chē)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(mǎn)足了這種3856kg傳統(tǒng)車(chē)輛上部件變形<1mm的結(jié)構(gòu)要求。
3、完美姿勢(shì)座椅懸架系統(tǒng)
這款來(lái)自福特2017LincolnContinental豪華轎車(chē)上、下靠背復(fù)合材料懸架獲得了車(chē)身內(nèi)飾類(lèi)別的獎(jiǎng)項(xiàng)。
它采用了UltramidB3ZG7OSIPA;UltramidB3EG3PA;ADX5017TPO和Delrin100聚甲醛(POM)，通過(guò)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(guò)懸置上靠背，提供軀體側(cè)面支撐(可以彎曲來(lái)適應(yīng)各種體格)，來(lái)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(zhuān)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(chē)的減振支座獲得了在底盤(pán)/硬件類(lèi)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(guò)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(guò)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(jì)具有更大的調(diào)節(jié)靈活性。
5、在中國(guó)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(lèi)別的獎(jiǎng)項(xiàng)。它采用了SABIC公司的G3135XPP，通過(guò)注塑工藝生產(chǎn)。這是在中國(guó)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(mǎn)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(mén)
福特2016FordSuperDuty卡車(chē)上的座椅緩沖架和貯箱門(mén)獲得了安全類(lèi)別的獎(jiǎng)項(xiàng)。該產(chǎn)品采用CelstranGF40-20LFT-PP，通過(guò)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(mén)中的鎂。
產(chǎn)品重量不變，成本降低(每套降低4美元)，滿(mǎn)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(lái)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(chē)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(chē)(CUV)采用的閉環(huán)瓶回收產(chǎn)品獲得了環(huán)保類(lèi)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(wú)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(zhǎng)，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(guó)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(wú)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(wú)家可歸人員的睡袋，以前作為工作計(jì)劃的一部分由無(wú)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(wàn)個(gè)水瓶。
2、減重達(dá)30%的真空制動(dòng)管
通用2016ChevroletSilverado和GMCSierra卡車(chē)的真空制動(dòng)管獲得了材料類(lèi)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(lái)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(jiǎn)化在發(fā)動(dòng)機(jī)/底盤(pán)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(kāi)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(chē)，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(lèi)別的獎(jiǎng)項(xiàng)。
該產(chǎn)品采用HifaxTYC1168XTPO，通過(guò)注塑工藝制造。在制造A類(lèi)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(lái)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。
