Премия SPE Auto Innovation 2019: прорывы в автомобильных пластмассах

49-я ежегодная Конкурс инноваций в автопроме, организованный Автомобильным дивизионом Society of Plastics Engineers (SPE), состоялась 6 ноября на гала-ужине в Ливонии, штат Мичиган. Мероприятие наградило девять выдающихся инноваций, демонстрирующих расширяющуюся роль пластмасс в автодизайне, инженерии и устойчивости.

Как старейший и крупнейший конкурс в авто- и пластмассовых секторах, соревнование привлекает заявки от OEM, поставщиков 1-го уровня и производителей полимеров. Команды представляют деталь, систему или полный автомобиль, который, по их мнению, представляет «Самое инновационное использование пластмасс года». Церемония обычно собирает более 700 инженеров, руководителей и медиа, а выручка поддерживает образовательные и технические инициативы SPE.

Для этого редактора, вместе с коллегами Джефф Слоан (Composites World) и Натали Ортега (PT Mexico), служение в судейской панели Blue‑Ribbon было привилегией. Ниже — краткий обзор девяти победителей, начиная с обладателя Гран-при в категории Body Exterior.

Body Exterior / Гран-при — Композитный пикап-корпус

Инновация: Первый пикап-корпус, изготовленный из углеродно-усиленного термопластичного композита.

Влияние: Экономит 62 фунта (28 кг) веса, предлагает превосходную ударную стойкость и устраняет необходимость в традиционном подстилке для кузова — дополнительная экономия 40 фунтов (18 кг). Дизайн включает отлитые функциональные разделители, карманы для мотоциклетных шин и более глубокий вытяг, увеличивающий грузоподъемность. Полная перерабатываемость и селективное повторное использование лома на автомобиле завершают преимущества жизненного цикла.

• OEM: 2020 GMC Sierra LD FST (General Motors)
• Поставщик 1-го уровня/Переработчик: Continental Structural Plastics
• Поставщик материала/Инструментарий: Teijin Ltd.; Paragon D&E, Model Die & Mold, Inc.; Altron Automation; Legacy Industries
• Материал/Процесс: Sereebo A235Y углеродно-волокнистый усиленный нейлон-6 лист; прессовка

Аддитивное производство — Карман для солнечных очков

Используя 3D-печать, один инструментальный вкладыш заменил два обычных подъемника, позволяя более глубокий, сложный карман, который может быть отлит без горячих точек, искривлений или проблем с демолдингом. Новый дизайн улучшает удовлетворенность клиентов, сокращает время цикла, уменьшает литейной лом, снижает затраты на обслуживание оснастки и повышает размерную стабильность.

• OEM: 2020 Ford Explorer SUV (Ford Motor Co.)
• Поставщик 1-го уровня/Переработчик: Methode Electronics, Inc.
• Поставщик материала/Инструментарий: Celanese Corp.; RGM Tooling Consultants, Inc.
• Материал/Процесс: Celstran PP‑GF20‑02 LFT‑PP; литье под давлением; 3D-печатанная сталь H13

Послепродажное и ограниченные серии — Аддитивно произведенные компоненты

Для 2020 Jaguar XE SV Project 8 суперкара, 19 деталей были произведены на одной платформе принтера, устраняя $123,000 затрат на оснастку и снижая затраты на хранение и обслуживание. Детали демонстрируют превосходное сцепление адгезии, проходят тесты на адгезию краски и печатаются одновременно как комплект для масштабируемого производства.

• OEM: 2020 Jaguar XE SV Project 8 (Jaguar Land Rover)
• Поставщик 1-го уровня/Переработчик: HP Inc.; Jaguar Land Rover
• Поставщик материала/Инструментарий: HP Inc.; DyeMansion GmbH
• Материал/Процесс: HP High‑reusability PA 12; HP Multi‑Jet Fusion

Body Interior — Интегрированный носитель кнопок модульная стратегия

Замена 70-детальной сборки на один отлитый под давлением носитель из MIC PC/ABS сокращает количество деталей до 17, экономя $7 на автомобиль и $1,42 млн программных экономий на оснастке и тестировании. Дизайн устраняет заклинивание кнопок, улучшает производительность BSR и улучшает посадку потолка. Два патента поданы, один получен.

• OEM: 2020 Ford Explorer/Aviator/Corsair SUVs
• Поставщик 1-го уровня/Переработчик: Methode Electronics, Inc.
• Поставщик материала/Инструментарий: The Materials Group; RGM Tooling Consultants, Inc.
• Материал/Процесс: Opticarb 8085SE PC/ABS; литье под давлением

Chassis / Hardware — Передняя скоба заднего дифференциала

Отлитая под давлением скоба из 50% стеклонаполненного нейлон-66 заменяет литой под давлением и механически обработанный алюминиевый кронштейн. Композитный материал на 30% легче, экономит $1 на автомобиль и обеспечивает десятикратно более высокую демпфирующую способность, улучшая NVH-производительность при соблюдении упаковочных ограничений. Коррозия устранена, а долгосрочные затраты на оснастку снижены.

• OEM: 2020 Jeep Cherokee SUV (FCA NA LLC)
• Поставщик 1-го уровня/Переработчик: Boge Rubber & Plastics
• Поставщик материала/Инструментарий: BASF Corp.
• Материал/Процесс: Ultramid A3WG10CR 50% GR‑Нейлон 66; литье под давлением

Environmental — Корпус углефильтра 100% PCR

Переработка полипропилена (PP) из использованного автомобильного коврового покрытия, этот первый полностью пост-потребительский рецикл (PCR) PP корпус углефильтра заменяет девственный PP, сокращая материальные затраты на 25% без ущерба производительности. Деталь теперь развернута более чем в 20 программах Ford по всему миру.

• OEM: 2019 Ford Mustang (Ford Motor Co.)
• Поставщик 1-го уровня/Переработчик: Delphi Technologies PLC; MGS Mfg. Group
• Поставщик материала/Инструментарий: Wellman Advanced Materials; MGS Mfg. Group
• Материал/Процесс: EcoLene PP8004‑BK1 20% GR‑PP; расплавное компаундирование и литье под давлением

Materials — Стекловолокнисто-усиленные композиты для устойчивости к царапинам

Замена талька, усов и стекловолокна на дробленый стекловолокнистый улов и песок, полученный из восстановленного PIR утеплителя зданий, улучшает долгосрочную устойчивость к царапинам и размерную стабильность в отлитых под давлением PP внутренних панелей отделки. Содержание наполнителя снижено на 5%, в результате более легкие, менее затратные детали, также снижающие гарантийные претензии.

• OEM: 2017 Hyundai Elantra sedan (Hyundai Motor Co.)
• Поставщик 1-го уровня/Переработчик: Seoyon E‑Wha
• Поставщик материала/Инструментарий: Daehacom Co., Ltd.; Seoyon E‑Wha
• Материал/Процесс: SW920 SA стекловолокнисто-усиленный PP; литье под давлением

Powertrain — Накладка на шестерню трансмиссии

Замена стальных крышек на отлитую под давлением TPC‑ET устраняет необходимость инфильтрации трансмиссионной жидкости, снижает гидравлическое усилие и повышает эффективность насоса. Новый дизайн снижает затраты на 22%, вес на 65% и улучшает NVH-производительность. Сноп-фитсоед соединяют крышку и основание постоянно, обеспечивая долговечную герметичность.

• OEM: 2017 Ford F‑150 pickup (Ford Motor Co.)
• Поставщик 1-го уровня/Переработчик: Stackpole International; MacLean‑Fogg Co.; Engineered Plastics Components Inc.
• Поставщик материала/Инструментарий: DuPont de Nemours, Inc.; Gibson Automation
• Материал/Процесс: Hytrel 8238 TPC‑ET; литье под давлением

Process / Assembly / Enabling Technologies — Задний бампер

Первый пультрудированный изогнутый бамперный луч использует процесс радиус-пультрузии для производства полого углеродно-волокнисто-усиленного полиуретан/акрилатного смольного луча с интегральным креплением буксировочного крюка. Эта геометрия соответствует стилю транспортного средства и упаковочному пространству, сокращая массу на 4,9 фунта (2,2 кг) по сравнению с MIG-сварным алюминием. 3D-печать генерирует мандрали, поддерживающие полую внутреннюю часть во время фabricации.

• OEM: 2020 Chevrolet Corvette (General Motors)
• Поставщик 1-го уровня/Переработчик: Shape Corp.
• Поставщик материала/Инструментарий: SGL Carbon SE; VectorPly Corp.; Scott Bader Co. Ltd.; Thomas GmbH + Co. Technik + Innovation KG
• Материал/Процесс: Crestapol 1250 PUR‑acrylate усиленный CF; радиус-пультрузия

Эти девять инноваций подчеркивают динамичный синергизм между автомобильной инженерией и передовыми пластмассами, прокладывая путь к более легким, более долговечным и устойчивым транспортным средствам.