塑料在通用汽车上被玩出了哪些花样?

由美国塑料工程师学会(SPE?)汽车部门组织的汽车创新奖大赛,是全球汽车和塑料行业中历史最悠久、规模最大的赛事。每年,该赛事都会按照严格的筛选程序,从众多的 送产品中筛选出入围决赛的名单,然后从中评选出“后市场”、“车身外饰”、“车身内饰”、“底盘/五金件”、“环境”、“材料”、“动力传动系统”、“工艺/装配/使能技术”和“安全”等几类奖项以及“大奖”得主。

作为产品入围2016年度第46届SPE汽车创新奖大赛决赛名单最多的公司之一,美国通用汽车公司在车用塑料的应用上具有哪些创新特色呢?

油箱盖:用于2017雪佛兰Camaro跑车上,特点是:

★可以拥有两种镶件选项:

?一种是MPPE/PA6注塑成型的2mm厚的镶件,它能喷涂成可与车身涂料相匹配的黑色、金属银或红色;

?一种是碳纤维增强复合材料模压成型的1mm厚的镶件,它涂有透明漆,从而令碳纤维编织纹理清晰可见。专用的材料和特殊的透明涂料,使该镶件节省了75%的成本。

★特殊设计的模具,使得“Camaro” 名称 (拥有0.25mm的半径)被清晰地印在油箱盖上。

一级供应商:Polytec FOHA公司

加工商:NOVO Plastics公司

材料供应商:三菱丽阳有限公司、SABIC和Basler公司

模具制造商:Integrity Tool & Mold公司

材料:Pyrofil碳纤维、Noryl GTX改性MPPE/PA6、Urethane TR和透明漆

工艺:注塑成型或模压成型

碳纤维增强复合材料扰流板,荣获了“后市场”类别奖:这种一片式环氧碳纤维扰流板被用于2016 雪佛兰克尔维特跑车上,主要特点是:

?呈现出碳纤维复合材料的高级外观;

?实现了与3片式扰流板一样的空气动力性能;

? 减轻了40%的重量;

? 独特的设计及其专用的模具,将实体柳条牌(wickerbills )和一个开口空腔叶片组合在一起,并附加了一体化的螺纹插孔,从而为生产和装配提供了便利;

? 减少了紧固件,因此外观更整洁;

? 可提供两种式样:暴露编织纹理的透明漆式样和喷涂闪光金属漆的式样。

一级供应商/加工商:deBotech公司

材料供应商:索尔维公司

模具制造商:deBotech公司

材料:索尔维MTM5790环氧树脂

三维散热器格栅:这一注塑成型的聚碳酸酯(PC)着色部件被用于2017雪佛兰Bolt电动汽车(EV)上,主要特点是:

?部件B面采用了壁厚变化的轮廓,从而赋予该前端格栅一种新颖的外观;

?注塑成型后,通过对A面施加紫外涂层,并在B面接收一种3层液态漆系统,最终在一个二维表面上呈现出了独特的三维外观。

一级供应商/加工商:Sam Shin Chemical Co.

材料供应商:LG 化学公司

模具制造商:A-Tech Solution 有限公司

材料:Lupoy 1000MU 聚碳酸酯(PC)

超薄座椅靠背:用于2017雪佛兰Bolt电动汽车(EV)上,取消了传统座椅靠背上成型的聚氨酯泡沫,取而代之的是全塑料外壳,从而解决了传统座椅结构“限制控制台储物空间和后排座位腿部空间”的问题。其主要特点是:

?较大的凹面区可为乘员带来最佳的舒适度;

?采用了一种创新的悬架系统,它由前部塑料座椅靠背板组成,该靠背板通过弹簧连接而被安装到骨架上;

? 这项技术将前方控制台的宽度增加了大约20mm,将座椅靠背的厚度减小了大约52mm ,使得汽车的总体成本降低了$35~$40USD、重量减轻了3~4kg。

一级供应商:通用汽车公司

加工商:USF

材料供应商:Advanced Composites, Inc.

模具制造商:ToolPlas Systems Inc.

材料:GMW15548P-PP/PE-M15-Type 6A、GMW15548P-PP/PE-M20 Type 4、GMW16582P-PA6-GF15

工艺:注塑成型

支座安装外壳,荣获了“底盘/五金件”类别奖:它被用于2016 Cadillac CT6豪华轿车上,代表着安装在汽车所有4个角处的减振支座,第一次采用了由玻纤增强聚酰胺(PA)注塑成型的安装外壳,也代表着聚酰胺制成的外壳第一次在前、后悬架系统上的应用。其主要特点是:

?整合了用于前、后安装的通用组件,并采用了一种具有锁定功能的特殊螺纹装配方法;

?比传统的钢和铝部件减轻了30%的重量;

? 减少了噪声通过悬架系统的传播;

? 模块化的组装为调整带来了更大的灵活性。

一级供应商/加工商:ContiTech North America, Inc.

材料供应商:巴斯夫公司

材料:50%玻纤增强Ultramid A3WG10CR PA66

工艺:注塑成型

电动转向皮带轮:被用于2017 GMC Acadia SUV上。它通过取代粉末金属的皮带轮而降低了电动转向齿轮辅助机构的成本,同时保持了性能的不变。主要特点:

?采用了一种高流动级别的60%玻纤增强PA46材料,从而获得了富含树脂的表面,改善了对皮带的磨损;

?相比金属皮带轮,成本显著降低,同时还减轻了超过50%的重量;

? 在装配方面,用一个定位环取代了3个螺栓

? 成型出的扭矩齿确保了安全定位并提供了优良的承载能力。

一级供应商:Nexteer Automotive

加工商:PRISM Plastics

材料供应商:帝斯曼工程塑料

材料:Stanyl TW241F12 PA46

工艺:注塑成型

发动机进气歧管盖隔热垫,荣获了“环境”类别奖:它采用了回收PET制成的非织造织物,用于2016雪佛兰Equinox和GMC Terrain CUVs上。

这是一个由多个利益相关者参与的成本中等的创新回收项目,它保护了环境,发展了地方经济,创造了就业机会,同时还以一种可持续的方式为无家可归者提供了帮助。

在通用汽车公司以及在美国密歇根州弗林特地区收集的PET水瓶,定向流入一个供应链,在此,这些回收材料被转变成非织造织物,用于一些特定应用,包括:

?发动机进气歧管盖隔热垫;

?作为工作计划的一部分,由此前那些无家可归的妇女用其制成外套保温层,这种外套可转变成睡袋,供无家可归者使用;

? 用于在通用汽车公司和其他制造工厂中使用的空气过滤器。

目前,已有350万个PET水瓶得到了回收利用。

真空制动管,荣获了“材料”类别奖:用于2016雪佛兰Silverado和GMC Sierra皮卡上,特点是:

?具有广泛的温度适应性(-40~150℃)、耐化学性、最低达60 bar的爆裂强度以及最小50N的抗弯强度;

?可承受2小时、 150℃的真空塌陷,在150℃的环境下经过336小时后仍能保持良好的抗冲击性;

? 拥有更小的直径、更薄的壁厚,因而简化了通往发动机/底盘的管子铺设,消除了热屏蔽并确保了快速连接;

? 相比增强橡胶制成的真空制动管,重量减轻了30%且成本更低,同时还取消了支架。

一级供应商/加工商:Cooper Standard

材料供应商:帝斯曼工程塑料

材料:Arnitel CM622 热塑性聚酯弹性体(TPC-ET)

主动燃油管理系统:被用于通用2012 5.3L V8 LH6 发动机上,简单且成本低廉,专为提高经典的小砌块推杆V8发动机的燃油效率以及降低排放而开发。这种高效、精密的机电液压系统,能够在不需要动力的时候关闭油缸阀门;在需要动力时,能再次激活它们。该系统电磁控制阀的一个重要组件,采用30%玻纤增强PEI注塑成型,其特点是:

?所用材料具有高刚性、抗蠕变、耐热和耐化学性的特点,具有高熔接线强度,并能适应超声波焊接;

?与相应的金属组件相比,该系统将燃油效率提高了5.5%~7.5% 并降低了30%的成本。

一级供应商:Eaton Corp. Plc.

加工商:ITW Global Automotive

材料供应商:SABIC

材料:Ultem 2310 聚醚酰亚胺(PEI)

工艺:注塑成型

扣夹:在保持“螺栓-螺母”组合优势的同时,减少了生产上的限制:在需要使用一个螺母但又不可行的情况下,使用这种扣夹是完美的。作为第一种“拥有4个齿合控制特征和一个自定心双向定位器”的螺栓插入件,它被用于2017雪佛兰 Malibu 中型轿车上。其特点是:

?能够支撑超过54.43kg的重量,而装配只需要较小的力气(2.32 kg),因而更具有人体工程学优势;

?该设计减少了回弹,降低了重量和成本,且无需使用装配设备以及用于保护螺栓免受腐蚀的隔离器。

一级供应商/加工商:3 Dimensional Services Group

材料供应商:塞拉尼斯公司

模具制造商:3 Dimensional Services Group

材料:Celcon M90 POM

工艺:注塑成型

由机器人激光切割和焊接的TPO保险杠A级表面面板,荣获了“工艺/装配/使能技术”类别奖:它被用于2017 雪佛兰Camaro ZL1 跑车上。通过采用“机器人激光切割和焊接”取代液压冲切和超声波焊接操作,带来了如下好处:

?相比其他焊接工艺,机器人激光焊接部件背部的支架时,无需加厚焊缝区来防止焊穿,且重量略有减轻;

?避免了使用仿形焊头和冲切机;

? 在部件喷涂表面上的切割操作干净快速,1秒钟内即可完成;

? 这种双重功能的工艺,为产品切换提供了较大的灵活性,并减少了占用空间和模具成本。

一级供应商:Magna Exteriors, Inc.

加工商:Magna Exterior-DexSys

材料供应商:利安德巴塞尔公司

模具制造商:Jenoptik AG

材料:Hifax TYC1168X TPO

工艺:注塑成型

辅助正锁式接线盒:这是一种工具少、单杆、自锁的引擎罩下中央电器盒(UBEC),被用于2016雪佛兰Camaro跑车上,特点是:

?采用一个手柄,只需少量的安装操作,即保证了对来自4个不同线束的4个连接器的正确连接;

?在OEM装配期间,无需为安装匹配的连接器而重新定位UBEC,结果,一个强大的、高电路容量的设计为装配线的工人提供了符合人体工程学的操作友好性;

? 减轻了7%的重量,额外获得了8%的备用电气量;

? 总体占用空间减少了10%,提供了更好的防水保护,且缩短了30%的安装时间。

一级供应商/加工商:Yazaki North America Inc.

材料供应商:杜邦汽车部门

模具制造商:Yazaki North America Inc.

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通用汽车入围SPE汽车创新奖大赛决赛及获奖产品”

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