最具创新性的复合材料汽车零部件

日前，美国塑料工程师协会(SPE)汽车分会宣布了第46届汽车创新大奖赛的分类获奖名单。该大奖赛是汽车和塑料行业规模最大、历史最悠久的表彰活动。下面，就让小编带您领略一下目前全球最具创新性的复合材料汽车零部件吧!

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1、碳纤维复合材料导流板

通用(GM)2016 Chevrolet Corvette跑车上使用的碳纤维复合材料导流板获得了汽车零部件类别的奖项。该产品采用索尔维公司的MTM5790环氧树脂。这种整体式环氧树脂/碳纤维导流板配件具有高级碳复合材料外观，与配有不同空气动力学组件的3件式导流板具有相同的空气动力学性能，同时重量减轻了40%。

该导流板采用独特的设计和专有模具，将开放式腔叶片以及整体螺纹嵌件组合在一起，使其易于制造与装配。整体结构由于减少了固定件，所以外观更加整洁。导流板有暴露纹理的透明覆层类型，以及碳闪光金属漆喷涂的类型。

2、LFT PP注塑成型的结构前端模块

福特(Ford)2016 Ford Super Duty卡车的主动进气格栅的结构前端模块获得了车身外饰类别的奖项。

该产品采用了Celstran 40-20 Black长纤维增强热塑性塑料(LFT)聚丙烯(PP)，通过注塑工艺生产。这种没有金属增强件的全复合材料设计，是支持主动进气格栅(AGS)功能的注塑LFT-PP前端模块在重型卡车上的首次应用。

该设计中取代了钢和塑料/金属复合结构，每辆车辆可以减轻重量1.4 kg，节省3美元，将部件整合到了一起，具有定位功能，便于装配和表面处理，改善了气流，同时满足了这种3856 kg传统车辆上部件变形<1mm的结构要求。

3、完美姿势座椅悬架系统

这款来自福特2017 Lincoln Continental豪华轿车上、下靠背复合材料悬架获得了车身内饰类别的奖项。

它采用了Ultramid B3ZG7 OSI PA; Ultramid B3EG3 PA; ADX 5017 TPO和Delrin 100聚甲醛(POM)，通过叠模工艺制造。由于采用了整体复合材料设计，这种"完美姿势座椅"悬架系统可以微调悬架，通过悬置上靠背，提供躯体侧面支撑(可以弯曲来适应各种体格)，来提高乘坐人员的舒适性。配置的特殊附件便于装配，并缩短维护时间。

该设计还形成了一个坚固的动态碰撞能量管理系统，进行后部碰撞保护。采用直接注塑着色工艺，实现A级表面的精致做工。该系统拥有83项专利，尽管增加了更多功能件，但座椅重量减轻了8%，成本降低了15%。

4、减重达30%的减振支座

通用2016 Cadillac CT6豪华轿车的减振支座获得了在底盘/硬件类别的奖项。该产品采用巴斯夫的Ultramid A3WG10CR 50%玻璃纤维(GR)增强PA 6/6，通过注塑工艺生产。这是首次用玻璃纤维增强PA材料制成的减振支座壳体，也是首次在前、后悬架系统上使用聚酰胺壳体。

这种注塑件集成了前、后支座的共同组件，采用了特殊螺纹装配方法，具有锁定功能。与典型钢和铝部件相比，它们将重量减轻了30%，并降低了通过悬架系统传输的噪声。由于采用模块式装配，所以该设计具有更大的调节灵活性。

5、在中国推出的首个35% GR-PP进气歧管

大众(Volkswagen)2015 EA21 1.6L发动机的进气歧管获得了动力系统类别的奖项。它采用了SABIC公司的G3135X PP，通过注塑工艺生产。这是在中国推出的首个用35% GR-PP替代PA 6/6的进气歧管。

该产品将成本降低了25-30%，模塑部件重量减轻了15-20%，同时在高温条件下可保持性能，并提高了焊接强度，降低了NVH水平5 dB。超细玻璃纤维和特殊定径技术等独特技术有助于满足性能要求。部件采用振动焊接。

6、采用聚合物复合材料取代镁的座椅缓冲架和贮箱门

福特2016 Ford Super Duty卡车上的座椅缓冲架和贮箱门获得了安全类别的奖项。该产品采用Celstran GF40-20 LFT-PP，通过注塑制造而成。这是首次采用聚合物复合材料代替结构座椅缓冲架和贮箱门中的镁。

产品重量不变，成本降低(每套降低4美元)，满足所有安全和防撞性要求。其结构灵活，可以升级配置未来的增强件。用40% LFT-PP注塑成型框架，其还带有发泡聚丙烯(EPP)防沉泡沫块和可锁定的人体工学锁扣。与镁合金材料相比，该装置大幅减少了碳足迹。

另外，采用回收塑料及热塑性弹性体制成的汽车部件也在本次大赛中崭露头角。

1、采用PET水瓶回收制成的闭环瓶

通用2016 Chevrolet Equinox和GMC Terrain跨界多功能车(CUV)采用的闭环瓶回收产品获得了环保类别的大奖。它以回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制造的无纺拉绒织物为特色。

这种创新、多方利益相关，不增加成本的项目可保护环境，促进当地经济增长，创造工作岗位，以一种可持续的方式帮助人们。从GM工厂以及从美国密歇根州Flint地区收集的水瓶直接进入一个供应链，在该供应链中将回收的材料加工成无纺拉绒织物，用于多种应用场合，如发动机歧管罩隔热材料，外套保暖材料(转化成无家可归人员的睡袋，以前作为工作计划的一部分由无家可归妇女制作)，以及在GM众多生产厂及其他制造厂用于净化空气的空气滤清器。已经回收利用了35万个水瓶。

2、减重达30%的真空制动管

通用2016 Chevrolet Silverado和GMC Sierra卡车的真空制动管获得了材料类别的奖项。该产品采用了帝斯曼Arnitel CM622热塑性聚酯弹性体(TPC-ET)。真空制动管需要一种高性能热塑性材料来取代增强橡胶。要求材料具有较宽的工作温度范围(-40-150℃)，较好的耐化学品性能，爆破强度最低60 bar，弯曲强度最低50 N。还要求在150℃，2h条件下耐真空塌陷，150℃下336h后保持冲击强度。

该设计改变为采用较小的直径、较薄的壁，以简化在发动机/底盘中的管路铺设，消除热屏蔽现象，同时可以快速连接。为此开发了一种高热氧化稳定性的TPC-ET弹性体。其重量减轻了30%，成本低，省去了固定架。

3、采用机器人激光切割和焊接的TPO面板

通用2017 Chevrolet Camaro ZL1跑车，采用机器人进行TPO面板的激光切割和焊接，使得该面板获得工艺/装配/实现技术类别的奖项。

该产品采用Hifax TYC1168X TPO，通过注塑工艺制造。在制造A类外饰面板时，机器人激光切割和焊接工艺取代了液压冲切和超声波焊接。与其他焊接工艺不同，用机器人激光焊接方法在部件背部焊接支架时不需要加厚焊接区的壁材来防止焊穿，可以轻微减轻重量。还省去了仿形超声波焊头和冲切机。在部件喷漆侧在1 s内就可完成干净的切割操作。这种双功能工艺操作程序极为灵活，减少了占用面积，降低了工装成本。