美國塑膠工程師協會（SPE）汽車分部近日宣佈了第51屆年度汽車創新獎的獲獎者。這些獲獎項目通過材料及工藝創新，實現汽車零部件的減重降本減碳。
全複合材料板簧
獲獎類別：底盤/硬體類別
應用汽車：2022款通用汽車公司雪佛蘭Silverado和GMC Sierra
一級供應商/加工商：Mubea
材料供應商/工具製造商：Multiple/Mubea（Muhr und Bender KG）
材料：環氧樹脂
加工工藝：預浸料疊層和壓縮成型
輕型卡車項目的第一個全複合材料板簧與全鋼相比重量降低了75%，與混合鋼複合材料相比，重量減少了58%，同時耐久性提高了一倍且不會腐蝕。它改善了乘坐舒適性，降低了NVH，增加了有效載荷。玻璃纖維增強環氧樹脂預浸料用於形成具有漸進彈簧剛度的單片葉片，無需鉤環、鉤環襯套和輔助葉片，並通過了所有OEM測試要求。
碳纖維C形支架
獲獎類別：售後市場和限量版/特種車輛
應用汽車：2022福特猛禽系列最新車型Bronco Raptor
一級供應商/加工商：Montaplast of North America
材料供應商：巴斯夫及商業工具組集團
材料：Ultramid B3WC4 HP CF 及GR PA 6
加工工藝：注塑成型
這款視覺可見的A級C形支架不僅滿足敞篷版車輛的越野沙漠耐久性要求，同時將扭轉剛度提高40%，以提高操控性和NVH。它通過採用夾層複合材料方法，與鋁相比，重量減輕了55%，與鋼相比，重量減少了85%。上下殼用35%玻璃纖維（GF）增強聚醯胺（PA）6注塑成型，夾芯層用20%CF-PA6注塑成型。然後用新配方的甲基丙烯酸酯粘合劑粘合部件。
全景天窗框架
獲獎類別：車身外飾
應用汽車：2022款現代汽車集團起亞索蘭托
一級供應商/加工商：韓國Inalfa 車頂系統公司
材料供應商：GS Caltex
材料：Hiprene ALG14BF PA 6
加工工藝：注塑成型
該全景天窗框架採用長纖維熱塑性塑膠（LFT）PA 6注塑而成。其扁平而非圓形玻璃纖維提供了更高的尺寸穩定性和減少的翹曲。使用扭曲拉擠法生產的纖維長度超過LFT顆粒的纖維長度，再次有助於機械性能的提高。與鋼架相比，重量減輕了51%，零件數量從33%降至4個。
第二排座椅靠背和座墊
獲獎類別：車身內飾
應用汽車：2022年款豐田坦途（Toyota Tundra）
一級供應商/加工商：弗恩基（Flex-N-Gate）、安道拓（Adient）及LandL Products
材料及裝備供應商：巴斯夫、SyBridge Technologies
材料：Ultramid B3ZG7 35% GR-PA 6 、 Elastocoat 74850 80% GR-PUR PA6 和PU
加工工藝：注塑包覆成型
這種複合座椅結構整合了拉擠連續玻璃纖維增強聚氨酯（PUR）加強梁，該加強梁用短玻璃/PA 6注塑包覆成型，以形成座椅框架幾何形狀。該加工工藝將60件高強度鋼框架結構替換為四件模制複合結構，不僅顯著改善碰撞性能，同時實現成本和品質降低20%。此外，16個焊接工位的100多個焊縫被消除，大大改善了品質控制，並增加了以前解決方案無法實現的座椅下存儲。
高壓配電系統
獲獎類別：電動汽車和自動駕駛汽車系統
應用汽車：福特2022款F-150 Lightning
一級供應商/加工商：Aptiv PLC/Yazaki North America Inc.
材料供應商：杜邦
材料：Crastin FR684 及 HR5339 PBT
加工工藝：注塑成型、矽膠包覆成型
這種可定制的遮罩高壓配電系統允許從一個工具中進行七套元件和多達64種可能的配置，為未來的專案提供了靈活性和可擴展性。它使用了三種不同的材料-含有25%GR的聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）阻燃劑製成內部元件和接線盒，矽膠密封件直接包覆成型在含有30%玻纖的PBT蓋上。一種獨特的遮罩系統使用衝壓連接介面，與鑄造產品相比，其品質減少了三分之二，同時實現了電磁遮罩。
熱塑性BEV熱管理解決方案
獲獎類別：材料
應用汽車：通用2023款凱迪拉克純電銳歌（Lyriq）
一級供應商/加工商：Cooper Standard Automotive Inc.
材料供應商：杜邦、陶氏、里安德巴賽爾
材料：PA6/12, PA66, and PP
加工工藝：擠出、注塑、發泡和自動裝配
兩項開發為電池電動汽車（BEV）熱管理系統提供了輕質熱塑性解決方案。與三元乙丙橡膠（EPDM）相比，PlastiCool 2000多層管材適用於120°C的乙二醇應用。它具有優異的耐化學性、抗滲透性提升25%，減少60%的重量，可提供光滑、捲曲、圓形和非圓形配置。Ergo Lock+模組化VDA連接器非常靈活，提供可視和可掃描的閂鎖驗證，並將插入力降低30%以上。該系統的模組化允許以較低的總成本從一組標準模制子元件中進行數百種連接器配置。
高壓油冷卻器墊片密封
獲獎類別：動力傳動系統
應用汽車：2022款通用汽車公司雪佛蘭Silverado和GMC Sierra
一級供應商：Uchiyama Marketing and Development America
材料供應商：杜邦
機油冷卻器墊片是小型零件，在苛刻的發動機環境中，在機油冷卻器和機油泵之間具有重要的密封功能。為了消除氟碳密封在溫度迴圈過程中出現的洩漏，材料商開發了一種新型乙烯-丙烯酸熱塑性硫化膠（TPV）。它提供了優異的低溫密封，保持了良好的壓縮永久變形，並控制了-40°至150°C和14巴油壓下的油膨脹。墊片高度也增加，以提供更高的接觸壓力和更好的密封。該熱塑性材料是可回收的，可實現成本降低66%，提高可持續性。
直接曝光激光焊接
獲獎類別：加工、組裝、使能技術
應用汽車：2022款通用雪佛蘭開拓者（Chevrolet Blazer）
一級供應商：Magna Lighting
材料及模具供應商：Various/SPM Automation
材料：聚碳酸酯Makrolon LED 2245 000000
工藝：注塑成型、激光焊接
熱板焊接被稱為直接環氧激光焊接的新工藝取代，以滿足客戶對光導的造型要求。掃描激光取代了加熱工具，可以焊接不透明的透鏡邊緣，而不需要更昂貴的激光透明材料。此外，內部部件和焊接肋之間的間隙減小，可精確加熱。它可實現複雜的幾何形狀焊接，廢料減少了40%至50%，能源消耗減少了85%至95%。
再生TPO/發泡系統
獲獎類別：可持續發展
應用汽車：2022款通用汽車公司雪佛蘭Silverado和GMC Sierra
一級供應商：Inteva Products LLC
材料：Inteather TGTPO ECO TPO
加工：擠壓和再造粒、TPO片材的共擠出、真空成型和注射造粒、壓制層壓和組裝。
得益於專利的回收工藝，在保證品質和性能的前提下，由熱塑性聚烯烴（TPO）表皮附著在交聯烯烴泡沫上的後工業回收（PIR）雙層廢料在相同的內飾應用中獲得了新生命。添加劑組合消除、鈍化了發泡泡沫中的活性殘留物和捕獲氣體。該項目回收了超過680噸TPO樹脂，將填埋廢料減少93%，取代了50%的TPO新料，並將二氧化碳排放量和能源使用量降低48%。
本文資料編譯自Plastic Today ，圖片來自SPE。
