Prix SPE Auto Innovation 2019 : percées plastiques automobiles

La 49e compétition annuelle des Prix d'Innovation Automobile, organisée par la division Automobile de la Society of Plastics Engineers (SPE), s'est tenue le 6 novembre lors d'un gala à Livonia, Michigan. L'événement a honoré neuf innovations remarquables démontrant le rôle croissant des plastiques dans la conception, l'ingénierie et la durabilité automobiles.

En tant que concours le plus ancien et le plus grand dans les secteurs automobile et plastiques, la compétition attire des soumissions d'OEM, fournisseurs de rang 1 et fabricants de polymères. Les équipes présentent une pièce, un système ou un véhicule complet qu'elles croient représenter « l'Utilisation la Plus Innovante des Plastiques de l'Année ». La cérémonie attire généralement plus de 700 ingénieurs, dirigeants et médias, et les revenus soutiennent les initiatives éducatives et techniques de SPE.

Pour cet éditeur, avec les collègues Jeff Sloan (Composites World) et Natalia Ortega (PT Mexico), siéger au panel de juges Blue‑Ribbon était un privilège. Voici un aperçu concis des neuf lauréats, en commençant par le Grand Prix dans la catégorie Carrosserie Extérieure.

Carrosserie Extérieure / Grand Prix – Caisse Pickup Composite

Innovation : Première caisse de pickup construite en composite thermoplastique renforcé carbone.

Impact : Économise 62 lb (28 kg) en poids, offre une résistance aux chocs supérieure, et élimine le besoin d'un revêtement de caisse traditionnel — 40 lb (18 kg) supplémentaires économisés. Le design intègre des séparateurs fonctionnels moulés, poches pour pneus moto, et un tirage plus profond augmentant la capacité de chargement. Recyclabilité totale et réutilisation sélective des chutes sur le véhicule complètent les avantages du cycle de vie.

• OEM : 2020 GMC Sierra LD FST (General Motors)
• Fournisseur Rang 1 / Transformateur : Continental Structural Plastics
• Fournisseur Matériau / Outilleur : Teijin Ltd. ; Paragon D&E, Model Die & Mold, Inc. ; Altron Automation ; Legacy Industries
• Matériau / Procédé : Feuille Sereebo A235Y carbone‑fibre‑renforcé nylon‑6 ; moulage par compression

Fabrication Additive – Bac à Lunettes

En utilisant l'impression 3D, un unique insert d'outillage a remplacé deux extracteurs conventionnels, permettant une poche plus profonde, plus complexe qui peut être moulée sans points chauds, gauchissement ou problèmes de démoulage. Le nouveau design améliore la satisfaction client, réduit le temps de cycle, coupe les rebuts de moulage, diminue la maintenance d'outillage et améliore la stabilité dimensionnelle.

• OEM : 2020 Ford Explorer SUV (Ford Motor Co.)
• Fournisseur Rang 1 / Transformateur : Methode Electronics, Inc.
• Fournisseur Matériau / Outilleur : Celanese Corp. ; RGM Tooling Consultants, Inc.
• Matériau / Procédé : Celstran PP‑GF20‑02 LFT‑PP ; moulage par injection ; acier H13 imprimé 3D

Aftermarket & Véhicules Édition Limitée – Composants Fabriqués Additivement

Pour la supercar 2020 Jaguar XE SV Project 8, 19 pièces ont été produites sur une seule plateforme d'imprimante, éliminant 123 000 $ en coûts d'outillage et réduisant les frais de stockage et maintenance. Les pièces présentent une adhérence de collage supérieure, passent les tests d'adhérence de peinture, et sont imprimées simultanément en kit pour une production évolutive.

• OEM : 2020 Jaguar XE SV Project 8 (Jaguar Land Rover)
• Fournisseur Rang 1 / Transformateur : HP Inc. ; Jaguar Land Rover
• Fournisseur Matériau / Outilleur : HP Inc. ; DyeMansion GmbH
• Matériau / Procédé : HP High‑reusability PA 12 ; HP Multi‑Jet Fusion

Intérieur Carrosserie – Stratégie Modulaire Porte‑Boutons Intégré

Remplaçant un assemblage de 70 pièces par un unique porte‑boutons moulé par injection en MIC PC/ABS réduit le nombre de pièces à 17, offrant 7 $ d'économie par véhicule et 1,42 million $ d'économies programme en outillage et tests. Le design élimine le blocage des boutons, améliore la performance BSR et l'ajustement du pavillon. Deux brevets déposés, un accordé.

• OEM : 2020 Ford Explorer/Aviator/Corsair SUVs
• Fournisseur Rang 1 / Transformateur : Methode Electronics, Inc.
• Fournisseur Matériau / Outilleur : The Materials Group ; RGM Tooling Consultants, Inc.
• Matériau / Procédé : Opticarb 8085SE PC/ABS ; moulage par injection

Châssis / Quincaillerie – Support Avant Différentiel Arrière

Un support moulé par injection en nylon‑66 renforcé 50 % fibres de verre remplace un support en aluminium moulé sous pression et usiné. Le matériau composite est 30 % plus léger, économise 1 $ par véhicule, et offre un amortissement dix fois supérieur, améliorant la performance NVH tout en respectant les contraintes d'encombrement. La corrosion est éliminée, et les coûts d'outillage long terme sont réduits.

• OEM : 2020 Jeep Cherokee SUV (FCA NA LLC)
• Fournisseur Rang 1 / Transformateur : Boge Rubber & Plastics
• Fournisseur Matériau / Outilleur : BASF Corp.
• Matériau / Procédé : Ultramid A3WG10CR 50 % GR‑Nylon 66 ; moulage par injection

Environnement – Logement Canister Carbone 100 % PCR

Recyclage du polypropylène (PP) issu de moquettes automobiles usagées, ce premier logement canister PP 100 % post‑consommation (PCR) remplace le PP vierge, réduisant le coût matière de 25 % sans compromettre la performance. La pièce est maintenant déployée sur plus de 20 programmes Ford dans le monde.

• OEM : 2019 Ford Mustang (Ford Motor Co.)
• Fournisseur Rang 1 / Transformateur : Delphi Technologies PLC ; MGS Mfg. Group
• Fournisseur Matériau / Outilleur : Wellman Advanced Materials ; MGS Mfg. Group
• Matériau / Procédé : EcoLene PP8004‑BK1 20 % GR‑PP ; compoundage fondu & moulage par injection

Matériaux – Composites Renforcés Laine de Verre pour Résistance aux Rayures

Remplacement du talc, whiskers et fibres de verre par de la laine de verre broyée et du sable issu d'isolant de bâtiment PIR récupéré améliore la résistance aux rayures long terme et la stabilité dimensionnelle dans les panneaux de garniture intérieure PP moulés par injection. Le contenu de charge est réduit de 5 %, résultant en pièces plus légères, moins coûteuses qui atténuent aussi les réclamations sous garantie.

• OEM : 2017 Hyundai Elantra sedan (Hyundai Motor Co.)
• Fournisseur Rang 1 / Transformateur : Seoyon E‑Wha
• Fournisseur Matériau / Outilleur : Daehacom Co., Ltd. ; Seoyon E‑Wha
• Matériau / Procédé : SW920 SA laine‑verre‑renforcé PP ; moulage par injection

Groupe Motopropulseur – Carter de Vitesse Transmission

Remplacement de carters en acier par du TPC‑ET moulé par injection élimine le besoin d'infiltration de fluide de transmission, réduit l'effort hydraulique et booste l'efficacité de la pompe. Le nouveau design réduit le coût de 22 %, coupe le poids de 65 % et améliore la performance NVH. Des clips‑snap joignent le couvercle et la base de façon permanente, assurant un joint durable.

• OEM : 2017 Ford F‑150 pickup (Ford Motor Co.)
• Fournisseur Rang 1 / Transformateur : Stackpole International ; MacLean‑Fogg Co. ; Engineered Plastics Components Inc.
• Fournisseur Matériau / Outilleur : DuPont de Nemours, Inc. ; Gibson Automation
• Matériau / Procédé : Hytrel 8238 TPC‑ET ; moulage par injection

Procédé / Assemblage / Technologies Habilitantes – Pare‑Chocs Arrière

La première poutre pare‑chocs courbe pultrudée utilise un procédé de pultrusion à rayon pour produire une poutre creuse en résine polyuréthane/acrylate renforcée fibres de carbone avec montage d'attache remorque intégré. Cette géométrie correspond au style et à l'espace du véhicule tout en réduisant la masse de 4,9 lb (2,2 kg) comparé à l'aluminium soudé MIG. L'impression 3D génère des mandrins qui maintiennent l'intérieur creux pendant la fabrication.

• OEM : 2020 Chevrolet Corvette (General Motors)
• Fournisseur Rang 1 / Transformateur : Shape Corp.
• Fournisseur Matériau / Outilleur : SGL Carbon SE ; VectorPly Corp. ; Scott Bader Co. Ltd. ; Thomas GmbH + Co. Technik + Innovation KG
• Matériau / Procédé : Crestapol 1250 PUR‑acrylate renforcé CF ; pultrusion à rayon

Ces neuf innovations soulignent la synergie dynamique entre ingénierie automobile et plastiques avancés, ouvrant la voie à des véhicules plus légers, plus durables et plus durables.