Die Gewinner des SPE Auto Innovation Award 2019 glänzten mit mehreren Premieren und breiter Übertragbarkeit

Der 49 ^te Die jährliche Automotive Innovation Awards Competition wurde am 6. November von der Automotive Division der Society of Plastics Engineers (SPE) bei ihrer Gala in Livland, Michigan, mit der Enthüllung der Gewinner von neun Kategorien gefeiert. Die Gewinner aller Kategorien stehen beispielhaft für kontinuierliche Innovation und Übertragbarkeit bei der Verwendung von Kunststoffen.

Dieser Wettbewerb ist die älteste und größte Veranstaltung dieser Art in der Automobil- und Kunststoffindustrie. Dutzende von Teams aus OEMs, Tierlieferanten und Polymerherstellern reichen Nominierungen ein, in denen ihr Teil, System oder komplettes Fahrzeug beschrieben wird und warum es den Anspruch als innovativste Kunststoffverwendung des Jahres verdient . Die Veranstaltung zieht in der Regel über 700 OEM-Ingenieure, Führungskräfte der Automobil- und Kunststoffindustrie sowie Medienvertreter an. Die bei dieser Veranstaltung gesammelten Mittel werden verwendet, um SPE-Bildungsbemühungen und technische Seminare zu unterstützen, die dazu beitragen, die Rolle von Kunststoffen bei der Weiterentwicklung des Automobils aufzuklären und zu sichern.

Für diese Redakteurin war es zusammen mit den Kollegen der Schwesterpublikationen von Gardner Business Media, Jeff Sloan von Composites World und Natalia Ortega von PT Mexico, erneut eine Ehre, bei dieser renommierten Veranstaltung in einer Jury von Blue Ribbon-Richtern mitzuwirken.

Hier ein kurzer Blick auf die neun Gewinner, beginnend mit dem Grand-Award-Gewinner – auch der Gewinner der Kategorie Karosserie Exterieur. Andere Finalisten in den verschiedenen Kategorien, die Aufmerksamkeit verdienen, werden in zukünftigen Blogs hervorgehoben.

Gewinner Karosserie/Grand Award: Composite Pickup Box

Dies ist die erste Pickup-Box der Branche aus kohlenstoffverstärktem thermoplastischem Verbundwerkstoff. Es sparte 62 lb/28 kg; klassenbeste Schlagzähigkeit/Haltbarkeit; und das unlackierte UV-stabile Material machte eine Betteinlage überflüssig, was weitere 18 kg einspart. Darüber hinaus wurden zahlreiche Kundenmerkmale eingegossen, darunter funktionale Fachteiler und Motorradreifentaschen. Die Möglichkeit, beim Formen einen tieferen Zug zu erzielen, erhöhte die Ladekapazität. Durch den Einsatz neuartiger Materialien, Prozesse, Beschichtungen und Fügeverfahren wurden erhebliche technische Herausforderungen gemeistert. Die Box ist vollständig recycelbar und ein Teil des Schrotts wird am Fahrzeug wiederverwendet.

▪ OEM-Marke und -Modell: 2020 General Motors Co. GMC Sierra LD FST Pickup

▪ Stufe Lieferant/Verarbeiter: Continental Structural Plastics/Continental Structural Plastics

▪ Materiallieferant / Werkzeugmacher: Teijin Ltd./Paragon D&E, Model Die &Mold, Inc., Altron Automation und Legacy Industries

▪ Material / Prozess: Sereebo A235Y carbonfaserverstärktes Nylon 6 Blatt / Formpressen

Additive Fertigung :Sonnenbrillenbehälter

Die additive Fertigung wurde verwendet, um einen einzelnen Werkzeugeinsatz (Heber) herzustellen, der zwei konventionell bearbeitete Heber ersetzte, um einen spritzgegossenen Sonnenbrillen-Staubehälter zu formen. Dieser Prozess ermöglichte Designänderungen, um eine tiefere Tasche mit einem schwereren Hinterschnitt zu erzeugen, die immer noch ohne Hotspots, Verzug oder Entformungsprobleme geformt werden konnte und ohne auf ein teureres Harz umsteigen zu müssen. Das neue tiefere Behälterdesign erfüllt auch die Kundenanforderungen besser und reduziert gleichzeitig die Zykluszeit, den Formausschuss, die Werkzeugwartung und verbessert die Dimensionsstabilität des Endteils.

▪ OEM-Marke und -Modell: 2020 Ford Motor Co. Ford Explorer SUV

▪ Stufe Lieferant/Verarbeiter: Methode Electronics, Inc. / Methode Electronics, Inc.

▪ Materiallieferant / Werkzeugmacher: Celanese Corp. / RGM Tooling Consultants, Inc.

▪ Material / Prozess: Celstran PP-GF20-02 LFT-PP / Spritzguss; 3D-gedruckter H13-Stahl

Aftermarket und Limited Edition/Spezialfahrzeuge: Mehrere additiv gefertigte Komponenten

Die additive Fertigung erwies sich als die effizienteste und kostengünstigste Methode zur Herstellung von 19 Teilen dieser Hochleistungslimousine, deren Gesamtbauvolumen auf 300 Autos begrenzt wird. Sowohl Entwicklungs- als auch Produktionsteile wurden auf derselben Druckerplattform hergestellt, wodurch erhebliche Werkzeuginvestitionen (geschätzt auf 123.000 USD) sowie Lager- und Wartungskosten vermieden wurden. Alle 19 Teile werden gleichzeitig in einem Kit gedruckt, und es können mehrere Kits gleichzeitig produziert werden. Darüber hinaus bieten Teile eine bessere Haftung als konventionell hergestellte Teile und haben Lackhaftungstests bestanden.

▪ OEM-Marke und -Modell: 2020 Jaguar Land Rover Ltd. Jaguar XE SV Project 8 Supersportwagen

▪ Stufe Lieferant/Verarbeiter: HP Inc. / Jaguar Land Rover Ltd.

▪ Materiallieferant / Werkzeugmacher: HP Inc., DyeMansion GmbH / N/A

▪ Material / Prozess: HP PA 12 mit hoher Wiederverwendbarkeit / HP Multi Jet Fusion

Karosserie-Innenraum: Integrierte modulare Strategie für Button-Träger

Um die Komplexität der Dachkonsole zu reduzieren, wurde ein neues Design entwickelt, das mechanische, Beleuchtungs-, elektrische und Sicherheitsfunktionen in einen einzigen modularen Tastenträger integriert, der aus MIC PC/ABS spritzgegossen ist. Bei allen Programmvarianten wurden durch diese Reduzierung der Teileanzahl von 70 auf 17/Fahrzeug Kosteneinsparungen von 7 USD/Fahrzeug und Programmeinsparungen von 1,42 Millionen USD für Werkzeuge und Tests erzielt. Es wurden keine Probleme mit der Knopfbindung festgestellt, BSR (Buzz, Squeak &Rattle) wurde verbessert und der Dachhimmel passte besser. Für diese Technologie wurden bisher zwei Patente angemeldet und eines erteilt.

▪ OEM-Marke und -Modell: 2020 Ford Motor Co. Explorer/Aviator/Corsair SUVs

▪ Stufe Lieferant/Verarbeiter: Methode Electronics, Inc. / Methode Electronics, Inc.

▪ Materiallieferant / Werkzeugmacher: The Materials Group / RGM Tooling Consultants, Inc.

▪ Material / Prozess: Opticarb 8085SE PC/ABS / Spritzguss

Gehäuse/Hardware: Hinterdifferenzial-Vorderhalterung

Eine kritische Halterung aus Druckguss und bearbeitetem Aluminium wurde bei diesem anspruchsvollen Hinterachsdifferenzialmodul durch eine spritzgegossene Halterung aus 50 % glasfaserverstärktem Nylon 66 ersetzt. Das Verbundmaterial war nicht nur 30 % leichter und sparte 1 US-Dollar pro Auto Direktkosten gegenüber dem Benchmark-Aluminium, sondern seine Matrix bot eine zehnmal höhere Dämpfung, verbesserte die NVH-Leistung und passte den aktuellen Bauraum für diese laufende Änderung. Das Teil hat alle Leistungs- und Haltbarkeitsanforderungen erfüllt, Korrosionsprobleme beseitigt und die Werkzeugkosten während der Lebensdauer des Programms erheblich gesenkt.

▪ OEM-Marke und -Modell: 2020 FCA NA LLC Jeep Cherokee SUV

▪ Stufe Lieferant/Verarbeiter: Boge Gummi &Kunststoffe / Boge Gummi &Kunststoffe

▪ Materiallieferant / Werkzeugmacher: BASF Corp. / N/A

▪ Material / Prozess: Ultramid A3WG10CR 50% GR-Nylon 66 / Spritzguss

Umwelt: 100% PCR-Kohle-Kanistergehäuse

Der PP-Träger von PCR-Teppichböden erhält ein neues Leben, indem er wieder in das Spritzguss-Kohle-Kanistergehäuse für Pkw recycelt wird. Dies ist der erste Kohlenstoffkanister auf 100% PCR-PP-Basis. Durch den Ersatz von PP-Neuware reduziert das recycelte Harz die Kosten um 25 %, ohne die Verarbeitungs- oder Formteilleistung zu beeinträchtigen, erhöht jedoch die Nachhaltigkeit. Es wird derzeit in mehr als 20 Ford-Programmen weltweit eingeführt.

▪ OEM-Marke und -Modell: 2019 Ford Motor Co. Ford Mustang Sportwagen

▪ Stufe Lieferant/Verarbeiter: Delphi Technologies PLC / MGS Mfg.-Gruppe

▪ Materiallieferant / Werkzeugmacher: Wellman Advanced Materials / MGS Mfg. Group

▪ Material / Prozess: EcoLene PP8004-BK1 20% GR-PP / Schmelzcompoundierung &Spritzguss

Materialien: Glaswolle-verstärkte Verbundwerkstoffe für verbesserte Kratzfestigkeit

Um sowohl die Kratzfestigkeit als auch die Dimensionsstabilität von spritzgegossenen PP-Innenverkleidungen zu verbessern, wurde anstelle von Talkum, Whiskers und Glasfaser Glaswolle (Glasbruch + Sand aus Alt-/PIR-Gebäudedämmung) verwendet. Da Glaswolle die mechanischen Eigenschaften gegenüber Talk verbessert, wurde der Füllstoffgehalt um 5 % reduziert, was zu leichteren und kostengünstigeren Teilen führt. Da es hilft, das Oberflächenfinish länger zu erhalten, sollte es die Garantieansprüche senken. Es wurde ein einzigartiges Verfahren entwickelt, um Glaswolle in die Harzmasse einzuarbeiten. Glaswolle ist schwer zu entsorgen, daher verleiht diese Anwendung ihr eine weitere Nutzungsdauer.

▪ OEM-Marke und -Modell: 2017 Hyundai Motor Co. Hyundai Elantra Limousine

▪ Stufe Lieferant/Verarbeiter: Seoyon E-Wha / Seoyon E-Wha

▪ Materiallieferant / Werkzeugmacher: Daehacom Co., Ltd. / Seoyon E-Wha

▪ Material / Prozess: SW920 SA glaswolleverstärktes PP / Spritzguss

Antriebsstrang : Getriebegehäuse

Eine neue Getriebeabdeckung und -basis schützen das Antriebsrad, sodass es sich frei drehen kann, ohne dass das Getriebeöl durchgedrückt werden muss, wodurch der Kraftaufwand verringert, die Pumpeneffizienz verbessert und der MPG des Fahrzeugs sowie die effektive Lebensdauer des Getriebeöls erhöht werden. Spritzgegossenes TPC-ET ersetzte frühere Stahlabdeckungen durch Gummidichtungen, die schwerer, komplexer und kostspieliger waren und unter größeren Schwankungen litten. Sehr aggressive Schnappverbindungen verbinden die Abdeckung dauerhaft mit der Basis, sobald die Montage abgeschlossen ist. Das gleiche, sehr dünn geformte Material sorgt für eine duktile Abdichtung. Die Kosten wurden um 22 % gesenkt, das Gewicht um 65 % gesenkt und die NVH wurde verbessert.

▪ OEM-Marke und -Modell: 2017 Ford Motor Co. Ford F-150 Pickup

▪ Stufe Lieferant/Verarbeiter: Stackpole International / MacLean-Fogg Co., Engineered Plastics Components Inc.

▪ Materiallieferant / Werkzeugmacher: DuPont de Nemours, Inc. / Gibson Automation

▪ Material / Prozess: Hytrel 8238 TPC-ET / Spritzguss

Prozess- / Montage- / Ermöglichungstechnologien: Heckstoßstange

Der erste pultrudierte gebogene Stoßfängerträger der Automobilindustrie verwendet das einzigartige Radius-Pultrusionsverfahren und die Ausrüstung, um einen Hohlträger mit Mittelsteg aus kohlenstofffaserverstärktem Polyurethan/Acrylat-Harz zu erhalten. Die geschwungene Geometrie wurde gewünscht, um das Heckdesign und das Platzangebot des Fahrzeugs besser aufeinander abzustimmen. Der Träger verfügt über eine integrierte Abschlepphakenhalterung und wird an der Rohkarosserie (BIW) montiert, was eine hervorragende Mechanik bei erhöhten Temperaturen erfordert. Der Träger erfüllt die Crash-Anforderungen bei niedriger Geschwindigkeit und reduziert gleichzeitig die Masse um 2,2 kg im Vergleich zu einem mit Metall-Inertgas (MIG) geschweißten Aluminiumstrangpressprofil. 3D-Druck wurde verwendet, um Dorne herzustellen, um das hohle Innere zu erhalten.

▪ OEM-Marke und -Modell: 2020 General Motors Co. Chevrolet Corvette Sportwagen

▪ Stufe Lieferant/Verarbeiter: Shape Corp. / Shape Corp.

▪ Materiallieferant / Werkzeugmacher: SGL Carbon SE, VectorPly Corp., Scott Bader Co. Ltd. / Thomas GmbH + Co. Technik + Innovation KG

▪ Material / Prozess: Crestapol 1250 PUR-Acrylat verstärkt mit CF / Radius-Pultrusion