2019 SPE Auto Innovation Awards: Durchbrüche in Automobilkunststoffen

Der 49. jährliche Automotive Innovation Awards Wettbewerb, organisiert von der Society of Plastics Engineers (SPE) Automotive Division, fand am 6. November bei einer Gala in Livonia, Michigan statt. Die Veranstaltung ehrte neun herausragende Innovationen, die die wachsende Rolle von Kunststoffen in Automobildesign, Engineering und Nachhaltigkeit demonstrieren.

Als längster und größter Wettbewerb in Auto- und Kunststoffsektoren zieht er Einreichungen von OEMs, Tier-1-Zulieferern und Polymereherstellern an. Teams präsentieren ein Bauteil, System oder Gesamtfahrzeug, das ihrer Meinung nach den „Innovativsten Kunststoffeinsatz des Jahres“ repräsentiert. Die Zeremonie zieht typischerweise über 700 Ingenieure, Führungskräfte und Medienvertreter an, Erlöse unterstützen SPEs Bildungs- und technische Outreach-Initiativen.

Für diesen Redakteur, zusammen mit Kollegen Jeff Sloan (Composites World) und Natalia Ortega (PT Mexico), war die Mitarbeit im Blue-Ribbon-Jury-Panel ein Privileg. Nachfolgend ein knapper Überblick der neun Gewinner, beginnend mit dem Grand Award Gewinner in der Kategorie Karosserie Außen.

Karosserie Außen / Grand Award Gewinner – Composite Pickup Box

Innovation: Erste Pickup-Ladefläche aus kohlenstoffverstärktem Thermoplast-Verbund.

Impact: Spart 62 lb (28 kg) Gewicht, bietet überlegene Schlagfestigkeit, eliminiert traditionellen Ladeflächenliner – zusätzliche 40 lb (18 kg) eingespart. Design integriert geformte funktionale Trennwände, Motorrad-Reifentaschen und tieferen Zug für mehr Laderaum. Volle Recyclingfähigkeit und selektiver Schrottwiederverwert am Fahrzeug vervollständigen Lebenszyklusvorteile.

• OEM: 2020 GMC Sierra LD FST (General Motors)
• Tier Supplier/Processor: Continental Structural Plastics
• Material Supplier/Toolmaker: Teijin Ltd.; Paragon D&E, Model Die & Mold, Inc.; Altron Automation; Legacy Industries
• Material/Prozess: Sereebo A235Y kohlenstofffaserverstärktes Nylon-6-Blech; Pressformen

Additive Fertigung – Sonnenbrillenfach

Mit 3D-Druck ersetzte ein einzelnes Werkzeugeinsatz zwei konventionelle Schieber, ermöglichte tiefere, komplexere Tasche, die ohne Hotspots, Verzug oder Entformungsprobleme formbar ist. Neues Design verbessert Kundenzufriedenheit, reduziert Zykluszeit, senkt Formausschuss, verringert Werkzeugwartung und erhöht Dimensionsstabilität.

• OEM: 2020 Ford Explorer SUV (Ford Motor Co.)
• Tier Supplier/Processor: Methode Electronics, Inc.
• Material Supplier/Toolmaker: Celanese Corp.; RGM Tooling Consultants, Inc.
• Material/Prozess: Celstran PP-GF20-02 LFT-PP; Spritzguss; 3D-gedruckter H13 Stahl

Aftermarket & Limitierte Editionen – Additiv Gefertigte Komponenten

Für den 2020 Jaguar XE SV Project 8 Supersportwagen wurden 19 Teile auf einer einzelnen Druckerplattform produziert, eliminierend 123.000 $ Werkzeugkosten und reduzierend Lager- und Wartungskosten. Teile zeigen überlegene Bonding-Haftung, bestehen Lackhaftungstests und werden simultan als Kit für skalierbare Produktion gedruckt.

• OEM: 2020 Jaguar XE SV Project 8 (Jaguar Land Rover)
• Tier Supplier/Processor: HP Inc.; Jaguar Land Rover
• Material Supplier/Toolmaker: HP Inc.; DyeMansion GmbH
• Material/Prozess: HP High-Reusability PA 12; HP Multi-Jet Fusion

Karosserie Innen – Integrierter Button-Carrier Modulare Strategie

Ersetzen einer 70-Teile-Baugruppe durch einen einzelnen spritzgegossenen Carrier aus MIC PC/ABS reduziert Teileanzahl auf 17, liefert 7 $ Ersparnis pro Fahrzeug und 1,42 Mio. $ Programmersparnis in Werkzeug und Test. Design eliminiert Button-Binding, verbessert BSR-Performance und optimiert Dachhimmelsitz. Zwei Patente angemeldet, eines erteilt.

• OEM: 2020 Ford Explorer/Aviator/Corsair SUVs
• Tier Supplier/Processor: Methode Electronics, Inc.
• Material Supplier/Toolmaker: The Materials Group; RGM Tooling Consultants, Inc.
• Material/Prozess: Opticarb 8085SE PC/ABS; Spritzguss

Fahrwerk / Hardware – Hinterachsdifferential Vorderer Halter

Ein spritzgegossener Halter aus 50 % glasverstärktem Nylon-66 ersetzt einen druckgegossenen und bearbeiteten Aluminiumhalter. Das Verbundmaterial ist 30 % leichter, spart 1 $ pro Fahrzeug und bietet zehnfach höhere Dämpfung, verbessert NVH-Performance bei Einhaltung Bauraumrestriktionen. Korrosion eliminiert, langfristige Werkzeugkosten reduziert.

• OEM: 2020 Jeep Cherokee SUV (FCA NA LLC)
• Tier Supplier/Processor: Boge Rubber & Plastics
• Material Supplier/Toolmaker: BASF Corp.
• Material/Prozess: Ultramid A3WG10CR 50% GR-Nylon 66; Spritzguss

Umwelt – 100% PCR Kohlekanister-Gehäuse

Recycling von Polypropylen (PP) aus gebrauchten Auto-Teppichen, dieses erste vollständig Post-Consumer-Recycled (PCR) PP Kanistergehäuse ersetzt Virgin PP, senkt Materialkosten um 25 % ohne Performance-Kompromisse. Teil ist nun in über 20 Ford-Programmen weltweit im Einsatz.

• OEM: 2019 Ford Mustang (Ford Motor Co.)
• Tier Supplier/Processor: Delphi Technologies PLC; MGS Mfg. Group
• Material Supplier/Toolmaker: Wellman Advanced Materials; MGS Mfg. Group
• Material/Prozess: EcoLene PP8004-BK1 20% GR-PP; Schmelzcompoundieren & Spritzguss

Materialien – Glaswolle-verstärkte Verbundwerkstoffe für Kratzfestigkeit

Ersetzen von Talk, Whiskern und Glasfaser durch zerkleinerte Glaswolle und Sand aus reklamierter PIR-Gebäudedämmung verbessert langfristige Kratzfestigkeit und Dimensionsstabilität in spritzgegossenen PP-Innenraumverkleidungspanels. Füllstoffgehalt reduziert um 5 %, resultierend in leichteren, günstigeren Teilen, die auch Garantieansprüche mindern.

• OEM: 2017 Hyundai Elantra Limousine (Hyundai Motor Co.)
• Tier Supplier/Processor: Seoyon E-Wha
• Material Supplier/Toolmaker: Daehacom Co., Ltd.; Seoyon E-Wha
• Material/Prozess: SW920 SA Glaswolle-verstärktes PP; Spritzguss

Antriebsstrang – Getriebezahnrad-Abdeckung

Ersetzen von Stahlabdeckungen durch spritzgegossenes TPC-ET eliminiert Notwendigkeit Getriebeöl-Infiltration, senkt hydraulischen Aufwand und steigert Pumpeneffizienz. Neues Design reduziert Kosten um 22 %, Gewicht um 65 % und verbessert NVH-Performance. Snap-Fits verbinden Abdeckung und Basis permanent, gewährleisten langlebige Dichtung.

• OEM: 2017 Ford F-150 Pickup (Ford Motor Co.)
• Tier Supplier/Processor: Stackpole International; MacLean-Fogg Co.; Engineered Plastics Components Inc.
• Material Supplier/Toolmaker: DuPont de Nemours, Inc.; Gibson Automation
• Material/Prozess: Hytrel 8238 TPC-ET; Spritzguss

Prozess / Montage / Enabling Technologies – Heckstoßfänger

Der erste pultrudierte gekrümmte Stoßfängerträger nutzt Radius-Pultrusion, um einen hohlen kohlenstofffaserverstärkten Polyurethan/Acrylatharz-Träger mit integrierter Abschlepphaken-Montage zu produzieren. Diese Geometrie passt zu Fahrzeugstyling und Bauraum, während sie Masse um 4,9 lb (2,2 kg) gegenüber MIG-geschweißtem Aluminium reduziert. 3D-Druck generiert Mandrels, die den Hohlraum während Fertigung erhalten.

• OEM: 2020 Chevrolet Corvette (General Motors)
• Tier Supplier/Processor: Shape Corp.
• Material Supplier/Toolmaker: 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

Diese neun Innovationen unterstreichen die dynamische Synergie zwischen Automobilengineering und fortschrittlichen Kunststoffen, ebnen Weg für leichtere, langlebigere und nachhaltigere Fahrzeuge.