Les lauréats du prix SPE Auto Innovation 2019 ont brillé avec plusieurs premières et une large transférabilité

Le 49 ^ème Le concours annuel Automotive Innovation Awards a été célébré le 6 novembre par la division automobile de la Society of Plastics Engineers (SPE) lors de son gala à Livonia, Michigan, avec le dévoilement des gagnants de neuf catégories. Les gagnants de toutes les catégories illustrent l'innovation continue et la transférabilité dans l'utilisation des plastiques.

Ce concours est l'événement le plus ancien et le plus important du genre dans les industries de l'automobile et des plastiques. Des dizaines d'équipes composées d'équipementiers, de fournisseurs de niveau et de producteurs de polymères soumettent des candidatures décrivant leur pièce, leur système ou leur véhicule complet et pourquoi il mérite le titre d'utilisation des plastiques la plus innovante de l'année . L'événement attire généralement plus de 700 ingénieurs OEM, cadres de l'industrie automobile et des plastiques et médias. Les fonds collectés lors de cet événement sont utilisés pour soutenir les efforts éducatifs et les séminaires techniques de SPE, qui aident à éduquer et à sécuriser le rôle des plastiques dans l'avancement de l'automobile.

Pour cet éditeur, ainsi que les collègues des publications sœurs de Gardner Business Media, Jeff Sloan de Composites World et Natalia Ortega de PT Mexico, ce fut une fois de plus un honneur de faire partie d'un panel de juges Blue Ribbon lors de cet événement bien connu.

Voici un bref aperçu des neuf lauréats, à commencer par le grand lauréat, également lauréat de la catégorie Carrosserie extérieure. D'autres finalistes dans les différentes catégories qui méritent l'attention seront mis en évidence dans les prochains blogs.

Extérieur du corps/Gagnant du Grand Prix : Boîte de ramassage composite

Il s'agit de la première boîte de pick-up de l'industrie en composite thermoplastique renforcé de carbone. Il a économisé 62 lb/28 kg; fourni la meilleure résistance aux chocs/durabilité de sa catégorie ; et le matériau stable aux UV non peint a éliminé le besoin d'une doublure de caisse, ce qui permet d'économiser encore 40 lb/18 kg. De plus, de nombreuses caractéristiques client ont été intégrées, notamment des séparateurs de compartiment fonctionnels et des poches pour pneus de moto. La capacité d'obtenir un tirage plus profond pendant le moulage a augmenté la capacité de chargement. Des défis techniques importants ont été surmontés grâce à l'utilisation de nouveaux matériaux, procédés, revêtements et méthodes d'assemblage. La boîte est entièrement recyclable et une partie de la ferraille est réutilisée sur le véhicule.

▪ Marque et modèle OEM : Ramassage General Motors Co. GMC Sierra LD FST 2020

▪ Tier fournisseur/processeur : Plastiques structurels continentaux/Plastiques structurels continentaux

▪ Fournisseur de matériel / Outilleur : Teijin Ltd./Paragon D&E, Model Die &Mold, Inc., Altron Automation et Legacy Industries

▪ Matériau/Procédé : Feuille de nylon 6 renforcé de fibres de carbone Sereebo A235Y / Moulage par compression

Fabrication Additive  :poubelle à lunettes de soleil

La fabrication additive a été utilisée pour produire un seul insert d'outillage (élévateur) qui a remplacé deux poussoirs usinés de manière conventionnelle pour mouler un bac de rangement pour lunettes de soleil moulé par injection. Ce processus a permis de modifier la conception pour produire une poche plus profonde avec une contre-dépouille plus lourde qui pourrait toujours être moulée sans points chauds, gauchissement ou problèmes de démoulage et sans avoir besoin de passer à une résine plus coûteuse. La nouvelle conception de bac plus profond répond également mieux aux exigences des clients tout en réduisant le temps de cycle, les déchets de moulage, la maintenance de l'outillage et en améliorant la stabilité dimensionnelle de la pièce finale.

▪ Marque et modèle OEM : VUS Ford Explorer 2020 de Ford Motor Co.

▪ Tier fournisseur/processeur : Methode Electronics, Inc. / Methode Electronics, Inc.

▪ Fournisseur de matériel / Outilleur : Celanese Corp. / RGM Tooling Consultants, Inc.

▪ Matériau/Procédé : Celstran PP-GF20-02 LFT-PP / Moulage par injection ; Acier H13 imprimé en 3D

Véhicules de rechange et en édition limitée/spécialisés : Plusieurs composants fabriqués de manière additive

La fabrication additive s'est avérée la méthode la plus efficace et la plus rentable pour produire 19 pièces sur cette berline haute performance dont le volume total de construction sera limité à 300 voitures. Les pièces de développement et de production ont été produites sur la même plate-forme d'impression, ce qui a permis d'éliminer d'importants investissements en outillage (estimés à 123 000 $), ainsi que les coûts de stockage et de maintenance. Les 19 pièces s'impriment en même temps dans un kit, et plusieurs kits peuvent être produits en même temps. De plus, les pièces offrent une meilleure adhérence que les pièces produites de manière conventionnelle et ont réussi les tests d'adhérence de la peinture.

▪ Marque et modèle OEM : 2020 Jaguar Land Rover Ltd. Supercar Jaguar XE SV Project 8

▪ Tier fournisseur/processeur : HP Inc. / Jaguar Land Rover Ltd.

▪ Fournisseur de matériel / Outilleur : HP Inc., DyeMansion GmbH / N/A

▪ Matériau/Procédé : HP PA 12 haute réutilisabilité / HP Multi Jet Fusion

Intérieur de la carrosserie : Stratégie modulaire de porte-boutons intégrée

Pour réduire la complexité de la console au pavillon, une nouvelle conception a été développée qui intègre des fonctions mécaniques, d'éclairage, électriques et de sécurité dans un seul porte-bouton modulaire moulé par injection à partir de MIC PC/ABS. Avec toutes les variantes de programme, ce nombre de pièces réduit de 70 à 17/véhicule, a permis de réaliser des économies de 7 $/véhicule et de 1,42 million de dollars d'économies de programme pour l'outillage et les tests. Aucun problème de reliure des boutons n'a été constaté, le BSR (bourdonnement, grincement et hochet) a été amélioré et la garniture de pavillon s'est mieux ajustée. A ce jour, deux brevets ont été déposés et un a été accordé sur cette technologie.

▪ Marque et modèle OEM : VUS Ford Motor Co. Explorer/Aviator/Corsair 2020

▪ Tier fournisseur/processeur : Methode Electronics, Inc. / Methode Electronics, Inc.

▪ Fournisseur de matériel / Outilleur : The Materials Group / RGM Tooling Consultants, Inc.

▪ Matériau/Procédé : Opticarb 8085SE PC/ABS / Moulage par injection

Châssis/Matériel : Support avant de différentiel arrière

Un support critique en aluminium moulé sous pression et usiné a été remplacé par un support moulé par injection en nylon 66 renforcé à 50 % de verre dans ce module différentiel arrière exigeant. Le matériau composite était non seulement 30 % plus léger et permettait d'économiser 1 $/voiture sur les coûts directs par rapport à l'aluminium de référence, mais sa matrice offrait un amortissement dix fois plus élevé, améliorant les performances NVH et s'adaptant à l'espace d'emballage actuel pour ce changement en cours. La pièce a satisfait à toutes les exigences de performance et de durabilité, a éliminé les problèmes de corrosion et réduira considérablement les coûts d'outillage sur la durée de vie du programme.

▪ Marque et modèle OEM : VUS Jeep Cherokee 2020 FCA NA LLC

▪ Tier fournisseur/processeur : Boge Caoutchouc &Plastiques / Boge Caoutchouc &Plastiques

▪ Fournisseur de matériel / Outilleur : BASF Corp. / N/A

▪ Matériau/Procédé : Ultramid A3WG10CR 50% GR-Nylon 66 / Moulage par injection

Environnement : Boîtier de cartouche en carbone PCR 100 %

Le support PP de la moquette PCR reçoit une autre vie en étant recyclé dans le boîtier de la cartouche en carbone moulé par injection pour les voitures particulières. Il s'agit de la première cartouche de carbone 100 % PCR à base de PP. En remplaçant le PP vierge, la résine recyclée réduit les coûts de 25 % sans sacrifier les performances de traitement ou de pièce moulée, mais augmente la durabilité. Il est actuellement déployé sur plus de 20 programmes Ford dans le monde.

▪ Marque et modèle OEM : Voiture de sport Ford Mustang 2019 de Ford Motor Co.

▪ Tier fournisseur/processeur : Delphi Technologies PLC / Groupe MGS Mfg.

▪ Fournisseur de matériel / Outilleur : Wellman Advanced Materials / MGS Mfg. Group

▪ Matériau/Procédé : EcoLene PP8004-BK1 20% GR-PP / Mélange à l'état fondu et moulage par injection

Matériaux : Composites renforcés de laine de verre pour une meilleure résistance aux rayures

Pour améliorer à la fois la résistance aux rayures à long terme et la stabilité dimensionnelle des panneaux de garniture intérieure en PP moulés par injection, de la laine de verre (verre concassé + sable produit à partir d'une isolation de bâtiment récupérée/PIR) a été utilisée pour remplacer le talc, les moustaches et la fibre de verre. Parce que la laine de verre améliore les propriétés mécaniques par rapport au talc, la teneur en charge a été réduite de 5 %, ce qui a conduit à des pièces plus légères et moins coûteuses. Puisqu'il aide à maintenir la finition de surface plus longtemps, il devrait réduire les réclamations au titre de la garantie. Un procédé unique a été développé pour incorporer la laine de verre dans le composé de résine. La laine de verre est difficile à éliminer, cette application lui donne donc une autre durée de vie.

▪ Marque et modèle OEM : 2017 Hyundai Motor Co. Hyundai Elantra berline

▪ Tier fournisseur/processeur : Seoyon E-Wha / Seoyon E-Wha

▪ Fournisseur de matériel / Outilleur : Daehacom Co., Ltd. / Seoyon E-Wha

▪ Matériau/Procédé : SW920 SA PP renforcé de laine de verre / Moulage par injection

Groupe motopropulseur  : Carénage d'engrenage de transmission

Un nouveau couvercle et une base de carénage d'engrenage de transmission protègent l'engrenage d'entraînement afin qu'il tourne librement sans avoir besoin de pousser à travers le liquide de transmission, réduisant l'effort, améliorant l'efficacité de la pompe et augmentant le MPG du véhicule et la durée de vie effective du liquide de transmission. Le TPC-ET moulé par injection a remplacé les anciens couvercles en acier par des joints en caoutchouc qui étaient plus lourds, plus complexes et plus coûteux, et souffraient de plus de variations. Des emboîtements très agressifs joignent de façon permanente le couvercle à la base une fois l'assemblage terminé. Le même matériau moulé très fin assure une étanchéité ductile. Les coûts ont été réduits de 22 %, le poids de 65 % et la NVH a été améliorée.

▪ Marque et modèle OEM : 2017 Ford Motor Co. Ford F-150 pick-up

▪ Tier fournisseur/processeur : Stackpole International / MacLean-Fogg Co., Engineered Plastics Components Inc.

▪ Fournisseur de matériel / Outilleur : DuPont de Nemours, Inc. / Gibson Automation

▪ Matériau/Procédé : Hytrel 8238 TPC-ET / Moulage par injection

Processus / Assemblage / Technologies habilitantes : Pare-chocs arrière

La première poutre de pare-chocs incurvée pultrudée de l'industrie automobile utilise le processus et l'équipement de pultrusion de rayon unique pour obtenir une poutre creuse avec une âme centrale en résine polyuréthane/acrylate renforcée de fibre de carbone. La géométrie incurvée a été souhaitée pour mieux correspondre au style arrière et à l'espace du véhicule. La poutre est dotée d'un crochet de remorquage intégré et est assemblée à la carrosserie en blanc (BIW), nécessitant une excellente mécanique à température élevée. Le faisceau répond aux exigences de collision à basse vitesse tout en réduisant la masse de 4,9 lb/2,2 kg par rapport à une extrusion d'aluminium soudée au gaz inerte au métal (MIG). L'impression 3D a été utilisée pour produire des mandrins pour maintenir l'intérieur creux.

▪ Marque et modèle OEM : Voiture de sport Chevrolet Corvette 2020 de General Motors Co.

▪ Tier fournisseur/processeur : Shape Corp. / Shape Corp.

▪ Fournisseur de matériel / Outilleur : SGL Carbon SE, VectorPly Corp., Scott Bader Co. Ltd. / Thomas GmbH + Co. Technik + Innovation KG

▪ Matériau/Procédé : Crestapol 1250 PUR-acrylate renforcé de CF / Radius-Pultrusion