塑料在汽車中的創(chuàng)新使用

汽車行業(yè)及其供應(yīng)商正在提出一些靈巧的方法來完成從節(jié)省汽油到用塑料提供保護(hù)行人安全的每一件事。這里提供了SPE協(xié)會(huì)汽車分部塑料產(chǎn)品年度大獎(jiǎng)各個(gè)類別的獲獎(jiǎng)?wù)摺?/SPAN>

這里著眼于各類別獲獎(jiǎng)的那些進(jìn)展。選任的評(píng)委被要求從價(jià)值、價(jià)格、性能、影響、創(chuàng)新（這些只是列出的部分關(guān)鍵因素）等方面進(jìn)行考慮。

車身內(nèi)飾件

◆ 獲獎(jiǎng)?wù)?/SPAN>

為2004 Pontiac Grand Prix轎車研發(fā)的HVAC 薄膜氣門。

◆ 參與的公司

系統(tǒng)供應(yīng)商：Delphi 集團(tuán)， 材料處理商：Macauto實(shí)業(yè)公司，材料供應(yīng)商： Saint-Gobain PPL公司，設(shè)備供應(yīng)商：Macauto實(shí)業(yè)公司。

◆ 材料

聚四氟乙烯PTFE/玻璃纖維/硅樹脂。

◆ 討論

在典型的HVAC系統(tǒng)中，有一連串的注射模氣門被用于計(jì)量正被噴入燃燒室的熱空氣或冷空氣的數(shù)量。這易于導(dǎo)致一個(gè)相當(dāng)大的塑料組件。由于車輛的行李箱空間正變得日益重要，這個(gè)研發(fā)是值得注意的。他們已經(jīng)完成的是創(chuàng)建了一個(gè)由上述材料制成的薄膜。有些區(qū)域拿掉了這些薄膜，空氣就能從中流過。薄膜被兩個(gè)彈簧加壓的卷軸裝置所夾持：實(shí)際上可想象成一個(gè)卷軸百葉窗，但是在這個(gè)情況中有兩個(gè)卷軸，所以薄膜處于張緊狀態(tài)。由于空氣流量是駕駛員調(diào)節(jié)的，薄膜在卷軸上移動(dòng)，所以噴嘴可按需進(jìn)行定位。與傳統(tǒng)的部件相比，這個(gè)系統(tǒng)的好處之一是它允許13個(gè)不同的設(shè)定值。因?yàn)椴牧咸幱趶埦o狀態(tài)，塑料踏板通常在使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生發(fā)出卡嗒聲的問題。假定尺寸更小，估計(jì)重量的減輕可多達(dá)30%。如果與原先的系統(tǒng)作同類物品的嚴(yán)格比較，那么成本是相同的。如果考慮設(shè)定值的增加（和其它好處），成本節(jié)約可多達(dá)15%。

車身外飾件

◆ 獲獎(jiǎng)?wù)?/SPAN>

本田2006 款Ridgeline皮卡的復(fù)合嵌入式行李箱。

◆ 參與的公司

系統(tǒng)供應(yīng)商和材料處理商：Meridian汽車系統(tǒng)公司。材料供應(yīng)商：Ashland 化學(xué)公司; Saint-Gobain Vetrotex公司；Rohm & Haas公司；Meridian 汽車系統(tǒng)公司。 設(shè)備供應(yīng)商：Century刀具及量具公司和刀具系統(tǒng)公司。

◆ 材料

SMC。

◆ 討論

包括本田在內(nèi)的每一家都知道這個(gè)世界真的是不需要另一款皮卡了。所以本田的設(shè)計(jì)師和工程師著手想出為Ridgeline皮卡創(chuàng)建特殊性的方法和手段，其中之一是可封閉的嵌入式行李箱。這種行李箱坐落于兩個(gè)箱形框架導(dǎo)軌之間，存儲(chǔ)體積為8.5立方英尺。底盤本身由高強(qiáng)度SMC (帶鋼制橫梁)制成。所以行李箱也一樣。行李箱是一種壓模面板、五金（鉸鏈、緊固件等）和鋼制加強(qiáng)筋的組件。該組件被牢牢地粘結(jié)在一起。顯然，鋼件是考慮過的，但它是根據(jù)需要超過100個(gè)零件而確定的。這個(gè)只有10個(gè)零件。根據(jù)SMC與鋼件相比能明顯節(jié)省重量，降幅從20%到40%。設(shè)備成本約為鋼件的一半。行李箱不僅能放一個(gè)72夸脫的冷卻器，而且它本身實(shí)際上就能填滿冰塊并用作一個(gè)冷卻器，因?yàn)樗幸粋€(gè)排水塞。

材料

◆ 獲獎(jiǎng)?wù)?/SPAN>

2006款Buick Lucerne轎車上用于側(cè)氣囊蓋板的模內(nèi)嵌色TPO反應(yīng)器。

◆ 參與的公司

系統(tǒng)供應(yīng)商：Autoliv公司。材料處理商：Key Plastics公司。材料供應(yīng)商：Basell Polyolefins公司。設(shè)備供應(yīng)商：Key Plastics公司。

◆ 材料

一種熱塑烯烴 (TPO)，Hostacom CA199P。

◆ 討論

這里要講的有趣的研發(fā)涉及到用于氣囊蓋板的材料是一種熔合物而不是混合物這一事實(shí)。因此，它們能夠生成一種橡膠含量高的TPO，對(duì)于氣囊彈出的情況來說當(dāng)然是有價(jià)值的。此外，因?yàn)檫@是一種模內(nèi)嵌色的材料，消除了噴漆的需求，不僅對(duì)降低成本有好處，而且還環(huán)保。關(guān)注之一是汽車內(nèi)飾件應(yīng)用時(shí)材料在低溫下的沖擊阻力；這種材料被證明能應(yīng)付-35℃（也能對(duì)付+85℃的高溫）的需求。與其它材料相比，估計(jì)重量節(jié)省可達(dá)20%或更多。直接成本節(jié)約為45%到65%。

安全裝置

◆ 獲獎(jiǎng)?wù)?/SPAN>

用于2005款鈴木Swift的行人保護(hù)能量吸收器。

◆ 參與的公司

系統(tǒng)供應(yīng)商、材料處理商和設(shè)備供應(yīng)商：Takagi Seiko公司。材料供應(yīng)商GE Advanced Materials公司。

◆ 材料

Xenoy 1102 PC/PBT (聚碳酸酯/聚丁烯 對(duì)苯二甲酸酯)。

◆ 討論

論題是研發(fā)一種滿足歐盟1階段行人小腿保護(hù)要求的必要方法。這是一種必須安裝在前飾板后面的45 mm封裝空間之內(nèi)。他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)響應(yīng)沖擊而變形的注塑擠壓箱。原來的方法是使用一個(gè)可膨脹的聚丙烯泡沫和鋼結(jié)構(gòu)；這個(gè)方法通常至少需要兩倍的空間（100 mm或更多）。再者，擠壓箱設(shè)計(jì)提供多達(dá)0.7 kg的重量節(jié)省。

環(huán)境

◆ 獲獎(jiǎng)?wù)?/SPAN>

用Abaca纖維增強(qiáng)材料制成的2005款Mercedes A級(jí)轎車備用輪胎。

◆ 參與的公司

系統(tǒng)供應(yīng)商和材料處理商：Rieter汽車公司。材料供應(yīng)商：Manila Cordage公司(提供纖維材料)。

◆ 材料

Abaca 纖維和聚丙烯。

◆ 討論

本質(zhì)上，這是一種用正在發(fā)展的纖維材料進(jìn)行替代的應(yīng)用：Abaca優(yōu)于玻璃。從根本上，用壓模工藝生產(chǎn)的零件正像玻璃纖維用于加固的場(chǎng)合。纖維提供重量?jī)?yōu)勢(shì)（輕7%），還有成本的節(jié)約（3%到5%）。除此之外，用于制造纖維（它從工廠開始，然后是去除繩纜，材料干燥，接著生產(chǎn)粗紗）的能量需求比玻璃少60%。

底盤/五金

◆ 獲獎(jiǎng)?wù)?/SPAN>

2006款克萊斯勒PT Cruiser 的全塑窗門調(diào)節(jié)器。

◆ 參與的公司

系統(tǒng)供應(yīng)商：DURA汽車公司。材料處理商和設(shè)備供應(yīng)商：Titan塑料公司。材料供應(yīng)商： Michael Day Enterprises公司。

◆ 材料

Gearcomp 6001 PA 6/6.

◆ 討論

傳統(tǒng)上，電動(dòng)門窗升降系統(tǒng)主要是基于一個(gè)鋼制組件，它由卷?xiàng)l形的導(dǎo)軌、壓制的滑動(dòng)副和編織的電線等部件組成。一個(gè)典型的系統(tǒng)總共有21個(gè)零件。但是這個(gè)叫做Racklift的系統(tǒng)主要是以30%玻璃纖維尼龍6/6注塑零件（例如，支架、外殼、傳動(dòng)裝置）為基礎(chǔ)的，它由13個(gè)零件組成。雖然鋼制組件需要5個(gè)附件，但這個(gè)系統(tǒng)需要2個(gè)。系統(tǒng)的重量輕46%。一個(gè)有趣的性能方面是尼龍齒輪不需要用于潤(rùn)滑的油脂，所以總裝廠的加工能更整潔。

動(dòng)力總成

◆ 獲獎(jiǎng)?wù)?/SPAN>

2003款豐田皇冠轎車的水箱隔板。

◆ 參與的公司

系統(tǒng)供應(yīng)商：Aisan Industry公司。材料處理商和設(shè)備供應(yīng)商：Uchiyama 制造公司。材料供應(yīng)商：DuPont K.K公司。

◆ 材料

Zytel HTN 51G35HSL PPA。

◆ 討論

一個(gè)重量?jī)H220克的注塑件提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性能與車輛減重25 kg相等嗎？對(duì)于為豐田皇冠研發(fā)的并用于’06款Lexus GS 300的發(fā)動(dòng)機(jī)來說，顯然就是事實(shí)。V6發(fā)動(dòng)機(jī)具有鋁合金的缸體和缸蓋。水箱對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的作用在于在缸孔內(nèi)維持更好的溫度分布。他們已經(jīng)決定做的就是通過把隔板插入鑄件外殼（發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)敞開的甲板，所以插入是容易的）他們能配合傳熱，改善冷卻；那是提高燃油經(jīng)濟(jì)性的因素 (此外有助于延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命)。該零件長(zhǎng)326-mm、寬120-mm、高85-mm，而其最小壁厚為1.5 mm。 每個(gè)隔板的成本約$3.50；每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)需要兩個(gè)。給定汽油的成本(對(duì)于該發(fā)動(dòng)機(jī)，推薦優(yōu)質(zhì)的無鉛汽油)，很快就能償還。

工藝/裝配/使能技術(shù)

◆ 獲獎(jiǎng)?wù)?/SPAN>

2005款大眾Polo轎車的金屬、塑料混合粘結(jié)的前托架。

◆ 參與的公司

系統(tǒng)供應(yīng)商、材料處理商和設(shè)備供應(yīng)商：Simoldes公司。材料供應(yīng)商：Dow汽車公司。

◆ 材料

Inspire DLGF 9310.00ZB 和 Betamate LESA粘合劑。

◆ 討論

不是所有的獲獎(jiǎng)零件都是只有塑料的。這個(gè)零件把一個(gè)電鍍的鋼制零件貼在一個(gè)注塑模玻璃長(zhǎng)纖維聚丙烯復(fù)合材料上。使其發(fā)生的關(guān)鍵因素是研發(fā)兩個(gè)零件之間的丙烯酸粘合劑Betamate LESA。它被設(shè)計(jì)成直接與PP粘合而無需任何前處理，簡(jiǎn)化了工藝。這種粘合劑被證明是功能很強(qiáng)的，失效模式是塑料材料的基體失效，而不是粘合面。它在室溫下凝固。該零件的設(shè)計(jì)比備選的托架設(shè)計(jì)輕25%，而且系統(tǒng)成本節(jié)約超過10%。

性能及專用化

◆ 獲獎(jiǎng)?wù)?/SPAN>

2005款福特Escape的貨物管理系統(tǒng)。

◆ 參與的公司

系統(tǒng)供應(yīng)商：Lear集團(tuán)。材料處理商：北美SCA Packaging公司。材料供應(yīng)商：JSP國(guó)際公司。設(shè)備供應(yīng)商：Lear集團(tuán)和北美SCA Packaging公司。

◆ 材料

Arpro 可膨脹聚丙烯(EPP).

◆ 討論

當(dāng)福特Escape的備胎放置在車輛之下時(shí)，為這騰出的空間開啟一個(gè)安放容器的機(jī)會(huì)。于是引發(fā)了這個(gè)系統(tǒng)的研發(fā)，使用一個(gè)澆鑄的EPP環(huán)沿著開口在承載面上形成一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，其上加了一個(gè)模內(nèi)嵌色的吹塑模蓋板組件。然后是一個(gè)深拉熱成型覆蓋的桶狀組件。備選的方法將是用層狀纖維板制作該系統(tǒng)。那估計(jì)需要兩臺(tái)設(shè)備、七種工藝和大約五個(gè)工人。而吹塑模的方法只需一臺(tái)設(shè)備、四個(gè)工藝和兩個(gè)工人。此外，它比備選方法輕六磅。

（轉(zhuǎn)載）