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2019 SPE 汽車創(chuàng)新獎(jiǎng)
經(jīng)過資格預(yù)審和兩輪評(píng)審后，2019年11月6日，美國塑料工程師學(xué)會(huì)（簡稱SPE）汽車部門在底特律郊區(qū)舉行了第四十九屆年度汽車創(chuàng)新獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)盛典，向入圍者、類別獲獎(jiǎng)?wù)吆痛螵?jiǎng)獲得者頒發(fā)了獎(jiǎng)杯。
CarbonPro車廂摘取了SPE 汽車創(chuàng)新獎(jiǎng)的大獎(jiǎng)（圖片來自SPE汽車部門） 2019年，SPE授予的獎(jiǎng)項(xiàng)類別涉及：增材制造、后市場和限量版/特種車輛、車身外飾、車身內(nèi)飾、底盤/硬件、環(huán)保、材料、動(dòng)力系統(tǒng)以及工藝/裝配/使能技術(shù)等。 此外，SPE還頒發(fā)了名人堂獎(jiǎng)、終身成就獎(jiǎng)和車輛工程團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)。 獲獎(jiǎng)及提名產(chǎn)品 大獎(jiǎng)獲得者同時(shí)也是車身外飾類別的獲獎(jiǎng)?wù)呤峭ㄓ闷嚬?020?GMC Sierra Denali?和?AT4?皮卡上的復(fù)合材料車廂。 CarbonPro車廂是行業(yè)中首個(gè)熱塑性復(fù)合材料的皮卡車廂，采用日本帝人有限公司的Sereebo碳纖維/聚酰胺6復(fù)合材料模壓成型。 增材制造類別的獲獎(jiǎng)?wù)呤歉Ｌ仄嚬?020福特Explorer?SUVs上的太陽鏡箱。 入圍此類決賽的其他產(chǎn)品是：通用汽車公司2019雪佛蘭Silverado皮卡上的輪爪螺母啟動(dòng)器，以及福特汽車公司2019福特F-150?Raptor皮卡（用于中國市場）上的儀表板刪除插頭（delete plug）。 后市場和限量版/特種車輛類別的獲獎(jiǎng)?wù)呤墙荼坊⒂邢薰镜?020 Jaguar XE SV Project 8超級(jí)跑車上的多個(gè)增材制造的部件。 入圍此類決賽的其他產(chǎn)品是：通用汽車公司2020 GMC?Sierra/雪佛蘭Silverado皮卡上的全長側(cè)儲(chǔ)物箱，以及通用汽車公司2020 GMC?Sierra皮卡和Yukon?SUVs上的照明標(biāo)志導(dǎo)光板。 車身外飾類別的獲獎(jiǎng)?wù)呤峭ㄓ闷嚬?020?GMC Sierra Denali和AT4皮卡上的復(fù)合材料車廂，它也是大獎(jiǎng)獲得者。 入圍此類決賽的其他產(chǎn)品是：FCA NA LLC公司2020?Ram皮卡上的復(fù)合材料主動(dòng)導(dǎo)流板、福特汽車公司2020福特Explorer和林肯Aviator?SUVs上的帶結(jié)構(gòu)加強(qiáng)并集成了主動(dòng)格柵百葉窗系統(tǒng)的復(fù)合材料前端模塊，以及福特汽車公司2020福特Explorer?SUVs上的玻璃導(dǎo)槽密封系統(tǒng)。 車身內(nèi)飾類別的獲獎(jiǎng)?wù)呤歉Ｌ仄嚬?020?Explorer、Aviator和Corsair?SUVs上集成的按鈕載體模塊策略。 入圍此類決賽的其他產(chǎn)品是：福特汽車公司2020福特Explorer?SUVs上的復(fù)合材料手套箱門閂，以及福特汽車公司2019林肯Aviator?SUVs上的座椅靠背懸架系統(tǒng)。 底盤/硬件類別的獲獎(jiǎng)?wù)呤荈CA NA LLC公司2020 Jeep?Cherokee?SUVs上的復(fù)合材料后差速器模塊前支架。 入圍此類決賽的其他產(chǎn)品是：福特汽車公司2020福特Explorer和林肯Aviator?SUVs上的玻璃升降器塑料扣件、通用汽車公司2019 雪佛蘭Corvette?跑車上的精密車輪平衡系統(tǒng)，以及福特汽車公司2020林肯Aviator?SUVs上的顆粒物空氣傳感器。 環(huán)保類別的獲獎(jiǎng)?wù)呤歉Ｌ仄嚬?019福特Mustang跑車上的100%消費(fèi)后回收碳罐。 入圍此類決賽的其他產(chǎn)品是：福特汽車公司2019福特Edge?SUVs上使用的稻殼填充聚丙烯。 材料類別的獲獎(jiǎng)?wù)呤乾F(xiàn)代汽車公司2017現(xiàn)代Elantra轎車上使用的玻纖棉增強(qiáng)復(fù)合材料，它提高了抗劃傷性能。 入圍此類決賽的其他產(chǎn)品是：福特汽車公司2020福特F-150皮卡上的LED前霧燈、通用汽車公司2020雪佛蘭Suburban?SUVs上的高光黑模內(nèi)著色雨刮電機(jī)蓋、福特汽車公司2020福特F-250和F-350皮卡上的方向盤嵌框，以及通用汽車公司2020雪佛蘭Corvette跑車上的SMC/LMC后行李箱部件。 動(dòng)力系統(tǒng)類別的獲獎(jiǎng)?wù)呤歉Ｌ仄嚬?017福特F-150皮卡上的變速器齒輪罩。 入圍此類決賽的其他產(chǎn)品是：福特汽車公司2019福特F-150?Raptor皮卡上的發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)牌、通用汽車公司2019 Cadillac?XT4?CUVs上的燃油蒸汽泵總成、大眾汽車公司2019奧迪A8轎車上的塑料冷卻劑管，以及通用汽車公司2017雪佛蘭Bolt電池電動(dòng)汽車上的牽引電動(dòng)機(jī)連接環(huán)。 工藝/裝配/使能技術(shù)類別的獲獎(jiǎng)?wù)呤峭ㄓ闷嚬?020雪佛蘭Corvette跑車上的弧線拉擠后保險(xiǎn)杠。 入圍此類決賽的其他技術(shù)是：福特汽車公司2020福特Kuga Vignale?CUVs上使用的直接背部發(fā)泡工藝，以及福特汽車公司2020林肯Aviator?SUVs上的裝飾板用激光技術(shù)。 此外，福特汽車公司1999福特Focus小型汽車上的首個(gè)塑料/金屬混合材料的前端結(jié)構(gòu)獲得了名人堂獎(jiǎng)。 值得關(guān)注的新的復(fù)合材料創(chuàng)新 雖然并非每一個(gè)參賽部件都能獲得最終的類別獎(jiǎng)或大獎(jiǎng)，但許多提名的產(chǎn)品或技術(shù)都是了不起的——通過對(duì)材料科學(xué)、工藝開發(fā)和工程創(chuàng)新的結(jié)合而創(chuàng)造出的新部件，要么是以前用所替代的材料而不可能做到的，要么與采用基準(zhǔn)材料（通常為金屬）的類似部件相比，在功能、重量、容納能力和成本等方面有了很大的改進(jìn)。 參與2019年SPE汽車大獎(jiǎng)賽的復(fù)合材料部件數(shù)量明顯高于以往，它們代表了廣泛的各種不同的復(fù)合材料和工藝技術(shù)。 比如，通用汽車公司提名的屬于五大類別的9個(gè)部件，都具有創(chuàng)新性并采用了復(fù)合材料，它們?nèi)加迷?020?Corvette跑車上，包括由Molded Fiber Glass Companies公司（簡稱MFG，美國俄亥俄州Ashtabula）為汽車后隔板窗框而配制并成型的一種采用乙烯基酯樹脂作為基體并由鈹-石墨填充的片狀模塑料（SMC），它不僅能承受中置發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫，而且還可以降噪。 MFG還采用不飽和聚酯/乙烯基酯樹脂（UP/VE）基體材料以及碳纖維和玻璃纖維兩種增強(qiáng)材料，配制了一種比重（SG）為1.2的增韌SMC，并模壓成型了后圍框。 該模壓成型的SMC 后圍框是參賽的最大部件（163cm×175cm×61cm），它構(gòu)成了2020雪佛蘭Corvette跑車所有后部內(nèi)、外飾面板的基礎(chǔ)尺寸，為采用一種設(shè)計(jì)構(gòu)建出多種車型模式而提供了靈活性（圖片來自SPE汽車部門） 此外，Corvette汽車上的前后儲(chǔ)物箱采用了MFG的低密度（0.9SG）SMC（玻纖增強(qiáng)的 UP/VE）。 這種材料能漂浮在水上，能夠毫無問題地成型出擁有深拉邊的高壁板，并節(jié)省了成本，減輕了4.5 kg的重量。 MFG 還為后部進(jìn)氣管應(yīng)用而配制了一種稍重（0.95 SG）的增韌UP/VE SMC，該部件消除了對(duì)諧振器的需求，據(jù)說是第一個(gè)集成到車身框架上的管道。 在雪佛蘭Corvette汽車的后部，采用了汽車行業(yè)第一個(gè)弧線拉擠的復(fù)合材料保險(xiǎn)杠防撞梁，Shape公司（美國密歇根州Grand Haven）采用碳纖維增強(qiáng)的聚氨酯-丙烯酸酯材料和Thomas GmbH + Co. Technik + Innovation KG（德國Bremerv?rde）開發(fā)的弧線拉擠工藝及設(shè)備生產(chǎn)了該部件。 這種彎曲的防撞梁更適合汽車的后部造型和包容空間，并被安裝到白車身上。 一種用于通道式結(jié)構(gòu)中的濕法模壓成型（LCM）的復(fù)合材料車底通道封蓋，對(duì)車輛的扭轉(zhuǎn)剛度提供了10%或更高的貢獻(xiàn)率。 通常，復(fù)合材料被用來減重，但Corvette汽車上的精密車輪平衡系統(tǒng)卻采用了一種獨(dú)特的高密度（5.8 SG）復(fù)合材料，它是一種擠出型含氟聚合物，由工業(yè)消費(fèi)后的具有訂制磁性的耐腐蝕鋼合金進(jìn)行增強(qiáng)。 據(jù)說，這種基于連續(xù)帶材的車輪，能夠以較小的重量增量進(jìn)行配重，提高了行駛的平穩(wěn)性，減小了輪胎磨損，縮短了裝配時(shí)間，降低了成本，同時(shí)還取代了鋼、鋅和鉛制成的金屬車輪配重。 這款車底通道封蓋通過濕法模壓成型工藝被生產(chǎn)出來，采用了浸漬有乙烯基酯樹脂的碳纖維（2層）和玻璃纖維（3層）材料（圖片來自SPE汽車部門） 在通用汽車的參賽產(chǎn)品中，Corvette并非是唯一一款大量使用復(fù)合材料的車型，該汽車制造商還提名了其CarbonPro碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的皮卡車廂，它被用于2019 GMC?Sierra Denali和AT4皮卡上。 帝人的子公司——大陸結(jié)構(gòu)塑料（美國密歇根州Auburn Hills）是該部件的成型商和一級(jí)集成商。 現(xiàn)代汽車公司（韓國首爾）在開發(fā)創(chuàng)新而獨(dú)特的高分子材料以解決棘手的工程問題方面享有盛譽(yù)。 在2019 SPE汽車大獎(jiǎng)賽中，該公司又推出了用在2017現(xiàn)代Elantra轎車上的玻纖棉增強(qiáng)聚丙烯（PP）門板。 這種玻纖棉增強(qiáng)填料，含有從建筑行業(yè)中回收的玻璃纖維保溫材料并用沙子進(jìn)行打磨，據(jù)說提高了長期抗擦傷性和尺寸穩(wěn)定性，同時(shí)還降低了重量和成本。 Seoyon E-Wha（韓國首爾）是該部件的成型商、一級(jí)集成商和模具制造商。 參與2019 SPE汽車大獎(jiǎng)賽的最不尋常的材料是為改善門板內(nèi)側(cè)的劃痕和擦傷性而配制的一種玻纖棉/聚丙烯復(fù)合材料。這項(xiàng)應(yīng)用還賦予了舊玻璃纖維隔熱材料新的生命力，眾所周知，這種材料很難回收，當(dāng)部件燃燒時(shí)還會(huì)堵塞焚化爐（圖片來自SPE汽車部門） 一種獨(dú)特的復(fù)合材料后尾門內(nèi)部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，以較低的重量和線性熱膨脹系數(shù)（CLTE）以及較高的剛性/重量比和尺寸穩(wěn)定性，取代了鋼制部件，被用在豐田汽車公司2020豐田Supra跑車上。 它由麥格納國際公司（加拿大安大略省奧羅拉）采用纖維纏繞聚氨酯（PUR）/玻璃纖維復(fù)合材料（擁有PUR芯層和表層）制成。 航空用纖維纏繞技術(shù)被用于生產(chǎn)一款跑車尾門的內(nèi)部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。該技術(shù)不僅擁有足以滿足汽車產(chǎn)量所需的速度，而且據(jù)說對(duì)于解決難以處理的容納和載荷問題也是完美的解決方案（圖片來自SPE汽車部門） 用在大眾汽車公司2020保時(shí)捷911跑車和Taycan電動(dòng)汽車上的一種創(chuàng)新的制動(dòng)踏板也得到了提名。 它由BogeRubber & Plastics公司（德國Damme）采用單向熱塑性預(yù)浸帶、長纖維熱塑性塑料（LFT）和玻璃纖維織物增強(qiáng)有機(jī)片材制成，所有這些增強(qiáng)材料都采用了聚酰胺6（PA6）作為基體。 通過采用帶材/LFT/有機(jī)片材的組合取代LFT/有機(jī)片材，減輕了重量，改善了駕駛觸覺。 根據(jù)車型的不同，成本處于中性或者更低。 一種高產(chǎn)量的熱塑性復(fù)合材料制動(dòng)踏板在德國被生產(chǎn)出來，在訂制設(shè)備上，采用了含鋪層和成型在內(nèi)的混合工藝（圖片來自Boge Rubber & Plastics和SPE汽車部門） 另一項(xiàng)得到提名的創(chuàng)新是用在FCA NA LLC公司（美國密歇根州Auburn Hills） 2020 Jeep?Cherokee?SUVs上的Boge部件，它取代了用在后差速器模塊上的壓鑄和機(jī)加工的鋁制前支架。 這種用于注塑成型的50%玻纖增強(qiáng)PA 66復(fù)合材料，不僅減輕了30%的重量以及使每輛車降低了$1的成本，而且消除了腐蝕，提供了10倍高的阻尼性，從而進(jìn)一步改善了NVH性能，并極大地降低了整個(gè)項(xiàng)目的模具成本。 一款注塑成型的玻纖/PA66后差速器模塊支架以更低的重量和成本以及更好的NVH性能而取代了鋁部件。這種強(qiáng)韌的復(fù)合材料必須滿足嚴(yán)格的要求，并能與當(dāng)時(shí)的當(dāng)前生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)無縫集成（圖片來自SPE汽車部門）
