2016日本汽车工程学会:最新树脂技术

旭化成、钟化、住友化学、东丽、三井化学、三菱化学HD等参展

2016/06/24

概 要

 “2016日本汽车工程学会 横滨”(公益法人团体 汽车技术会主办)于2016年5月25日至27日在横滨国际和平会议场开展。有538家公司的1,155个展台参展,为至今规模最大的一次。参展人数约为8.7万人,同比稍有增长。已于27日盛大闭幕。

 多家公司的各方面表现优异的材料和零部件参展,非常值得一看。展会介绍了如PP、ABS树脂、PMMA等通用热塑性树脂,及PA、POM、PBT、PPS等各种优异等级的工程塑料。使用上述材料制成的各类零部件亦有参展。CFR(T)P相关素材及产品应用也广泛参展。此外,塑料相关技术、装饰技术和不同材料的粘接技术也大放异彩。并且,近年来由于各方面对自动驾驶技术的关注度较高,所以各类传感器、影像技术的展出也是非常吸引观众的眼球。

 轻量化永远是汽车领域的最大主题。作为挑起轻量化课题大梁的塑料,其今后的重要性已可在本次展会中窥见。本报告围绕此次参展的塑料制造商和零部件配套厂就其主要展品进行介绍。


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塑料制造商:旭化成、钟化、住友化学、东丽、三井化学、三菱化学HD等

旭化成化学:超耐热丙烯树脂制内饰件和玻璃纤维增强PA制气缸罩盖

超耐热PMMA制内饰件
超耐热PMMA制内饰件
玻璃纤维增强PA制气缸罩盖
玻璃纤维增强PA制气缸罩盖

 左图为超耐热丙烯树脂制内饰件的照片。超耐热丙烯树脂的特点为:
①相较普通等级树脂,拥有更高的耐热性(载荷挠曲温度:108~118℃)(普通等级为100℃)
②优秀的耐候性和表面硬度
 用途例:尾灯、进气格栅等光学零部件。对耐热性有较高要求的,安装在仪表盘上部区域的仪表罩盖、内饰板等。

 右图为玻璃纤维增强PA(聚酰胺)制气缸罩盖的照片。近年,由于发动机的小型化和涡轮增压器的搭载等导致发动机舱内的温度上升。所以,通常使用高强度、高刚性,且耐热老化性强的GF增强(玻璃纤维)PA。



伊士曼化工公司日本 (Eastman Chemical Japan):隔音中间膜

使用PVB隔音中间膜的车窗玻璃(左侧)

使用PVB隔音中间膜的车窗玻璃(左侧)

 左侧为使用隔音中间膜(PVB:聚乙烯醇缩丁醛)的车窗玻璃照片。

 隔音性能对汽车领域来说显得愈发重要。随着语音识别系统、车载导航和高性能音响系统的普及,车内的静谧性也变得重要起来。该公司的Saflex Q系列为三层结构PVB隔音中间膜,相比以往的挡风玻璃,最高可降低车室内3dB(分贝)的噪音。并且,由于可以用于侧窗玻璃,所以噪音最高可以降低5dB。










EMS-CHEMIE Japan:长纤维GF增强PA制零部件

PA系LFT制Instrument Panel Carrier

PA系LFT制Instrument Panel Carrier

 右图为长纤维GF增强PA制Instrument Panel Carrier的照片。

 本品起到汽车前方零部件的支撑作用,所以对防撞安全性有较高要求。通过采用高刚性、高强度的长纤维GF增强PA来代替以往的铁质熔接件,从而达到重量减轻30%,且总成本降低50%的效果。












钟化:PC/PET制滑道罩盖

PC/PET制滑道罩盖

PC/PET制滑道罩盖

 左图为PC/PET(聚碳酸酯/合成聚对苯二甲酸乙二醇酯)材质滑道罩盖的照片。

 本材料的特点为高耐热性、高刚性、低线性膨胀性,广泛应用于外饰件中。本品所使用的高流动级树脂具有优异的流动性,可应用于薄壁设计。高弹性率和低线性膨胀性则为轻量化作出贡献。










三和贸易/朗盛/Bond Laminates:CFRTP混合成形品

CFRTP混合成形品

CFRTP混合成形品

 右图为应用于本田CLARITY FUEL CELL上的GFRTP (Glass Fiber Reinforced Thermo-Plastics) 制保险杠柱的照片。

 本部件为,经连续纤维增强后的热塑性复合板“Tepex”(朗盛公司生产)与PA系复合材料的混合成形品。拥有高强度、高刚性的特点,应用于本田开发的全球首例(本田调查结果)单次混合成形后保险杠柱上。











住友化学:超级工程塑料制车灯周边部件与烯烃系粘合树脂

超级工程塑料制车灯周边部件
超级工程塑料制车灯周边部件
环保烯烃系粘合树脂
环保烯烃系粘合树脂

 左图为使用PES(聚醚砜)、LCP(液晶聚合物)的车灯周边部件照片。车灯反射罩使用具有高耐热性和高强度的PES;灯座使用具有耐热性和电气特性好的LCP;灯圈则使用具有高耐热性和高刚性的LCP。
 右侧照片为使用环保烯烃系粘合树脂PP+PET的铝蒸镀产品(右)。该粘合树脂可用于难以粘合的PP等各种基材,并保持良好的密合性。具有以下几个特点:

①用温和热处理也可粘合。
②可用于非氯型环保水性产品。
 用途例:涂料底漆、各种粘合剂



大赛璐-赢创:电动门滑道与后隔板

电动门滑道
电动门滑道
后隔板
后隔板

 左图为电动门滑道的照片。通过喷涂PA12粉末来降低金属滑动门的开闭噪音。喷涂PA12后,可降低滑道的撞击声,大幅降低音量,减小高频噪音。
 右图为聚甲基丙烯酰亚胺硬质泡沫塑料制后隔板的照片。耐热性好、机械强度高、可在模具内发泡的复合芯材,具有以下特点:

①按需可内置于内部零部件;②密度低、压缩强度高、耐热性好;
③可用于快速硬化加工;④不会释放气体; ⑤不含有害成分、⑥耐火性符合DIN75200标准。



杜邦集团:树脂制发动机悬置架和曲面开关板

发动机悬置架
发动机悬置架
曲面开关板
曲面开关板

 左图为高强度、高刚性的GF增强PA66制发动机悬置架的照片。使用独有的CAE解析技术,缩短开发周期的同时降低开发成本。用树脂代替铝合金压铸件可减轻约30%重量。通过树脂件来降低热传导,可防止防振橡胶部件的热老化。
 本品所使用的PA特点为: ①高静载荷、可承受发动机扭矩应力的高强度;②耐蠕变变形、疲劳特性好;③具有NVH吸收性;④降低对周辺部件的热传导。

 右图为曲面开关板的照片。在PC等薄板上涂抹银浆来形成3维电路。其具有以下特点:
①使以往技术无法实现的曲线设计成为可能、
②减少部件数量,使制造、装配流程变得简单,轻量化,小型化。
 使用对象:仪表盘/驾驶座开关、外形时尚的开关板。



东丽:混合长纤维颗粒

混合长纤维颗粒
混合长纤维颗粒
摩托车启动电池
摩托车启动电池

 左图为混合长纤维颗粒的照片。该公司也在进行CFRTP(热可塑性碳素纤维增强树脂)的研究开发,通过混合CF和不同纤维,可以发现达到维持强度、刚性、蠕变特性的、并同时提高碰撞性能的效果。可广泛应用于以汽车为中心的生产领域。目前,长纤维颗粒在CFRTP上的应用也在开发推进中。
 右图为摩托车启动用锂离子电池的照片。外壳为高强度、高刚性且具有优异耐化学品性的PPS材质。该电池有以下特点:
①耐振动性、耐久性、耐环境性和安全性,②启动性能优异, ③相比以往的铅蓄电池重量减轻约40%。



藤仓橡胶工业:CFRP-橡胶复合材

CFRP-橡胶复合材料

CFRP-橡胶复合材料

 右图为CFRP-橡胶复合材料的照片。该公司独有的技术使高密合CFRP-橡胶层产品的一体成形成为可能。通过CFRP的环氧树脂与橡胶同时硬化,达到一体化效果。与不含橡胶的CFRP相比,具有快速减弱振动、耐磨损性、防滑效果、绝缘性等特点。

















三井化学集团:金属树脂一体化技术和生物聚氨酯泡沫制座椅

ECU Box
ECU Box
生物聚氨酯泡沫制座椅
生物聚氨酯泡沫制座椅

 左图为用金属树脂一体化技术(POLYMETACTM)所制作的ECU Box的照片。POLYMETACTM为经特殊化学品表面处理后的金属与塑料共同注塑成型的粘合技术。可粘合的金属为Al、Mg、Cu、SUS、Ti、Fe,可粘合的树脂为PEEK、PPS、PA、PBT、PP、PC。
 右图为生物聚氨酯泡沫制座椅的照片。原料为聚氨酯泡沫,它与非食用蓖麻油都提取于同种植物。这款座椅不仅满足汽车座椅的需求,且本品与该公司的独有材料(特殊PPG)的植物性树脂比例都非常高,对减少CO2排放具有贡献。



三井化学分析中心

CNF复合材料的TEM照片
CNF复合材料的TEM照片
CFRTP的CF与PA界面的TEM照片
CFRTP的CF与PA界面的TEM照片

 左图为碳纳米纤维(CNF)复合材料的TEM(透射电子显微镜)照片。据称,这项技术首次使CNF内部的状态观察成为可能。右图为CFRTP的CF与PA界面的TEM照片。通过此技术,可评判CF与聚合物的界面构造,判断CF对聚合物结晶构造的影响。此项展示为汽车轻量化分析辅助技术展示的一环,同时还有塑料部件耐久性试验等展示。



三菱化学控股集团:生物PC制内饰件及3D电路

生物PC制内饰件
生物PC制内饰件
LDS加工得到PBT部件上的3D电路
LDS加工得到PBT部件上的3D电路

 左图为生物PC制内饰件的照片。透明性优异,所以着色后呈现艳丽色彩。与普通PC相比,具有表面硬度高、不易划伤的特点。
右侧照片为通过LDS(Laser Direct Structuring)加工方法在PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)部件上得到的3D布线电路。LDS加工方法具有以下特点:
①可在专用Nova Duran PBT的成型部件上加工形成电路、
②可在曲面、角、凹凸等复杂3D形状部件上形成电路、
③可应用德国LPKF公司的LDS技术、
④可对应400μm以下的布线间隔。



零部件配套厂:河西工业、大协西川、丰田车体、矢崎总业、博世、小糸制作所、舍弗勒等

河西工业:原液着色高亮度门饰

原液着色高亮度门饰

原液着色高亮度门饰

 右侧为原液着色高亮度门饰的照片。该公司开发的特有注塑成形技术,使无缝原液着色成形拥有媲美金属漆般的效果。此技术结合了纳米复合PP技术与该公司的独有技术等,使以往难以实现的高亮度、高光泽金属色部件的原液着色成为可能。由于无需喷涂,所以提高了汽车内饰件的耐久性、环保性,并且降低成本。













大协西川:装饰用内饰件

装饰用内饰件

装饰用内饰件

 右侧照片为装饰用内饰件。照片内两款部件都以ABS树脂为基材,中央的部件为通过水转印技术(木纹)得到,右上方的部件为黑色钢琴烤漆。















丰田车体:使用碳纳米纤维(CNF)的汽车部件

使用CNF的汽车部件

使用CNF的汽车部件

 右侧照片展示了碳纳米纤维(CNF)的生产流程及其成品汽车部件。原材料由植物提取,环境负荷小,实现了树脂与木粉的无缝密合,具有高刚性、高耐热性的特点。近日备受瞩目的CNF复合材料是否会应用于汽车领域,我们将继续关注它的动向。













矢崎总业:数字行车记录仪「DTG7」

数字转速表

数字转速表

 右侧照片为数字行车记录仪「DTG7」。数字行车记录仪可自动记录汽车的行驶时间及行驶速度等,并保存在存储卡内。通过追加摄像头,可使本设备具有普通行车记录仪的功能。本设备的外壳采用ABS等树脂。














博世:尾气后处理选择催化还原AdBlue喷射系统

NOx气体处理系统

NOx气体处理系统

 右侧照片为尾气后处理选择催化还原AdBlue喷射系统,用来降低NOx的排放。构成部件为吸収NOx的尿素水箱、各种附属系统、传感器等,材料为工程塑料。本系统具有以下优点:
①符合现行及未来的排放规定、
②优化柴油发动机的燃耗、③适应燃料商业模式、
④通过模块的标准化降低成本、⑤搭载空间小及高鲁棒性的设计。










不二越:薄型涡轮增压器控压阀

涡轮增压器用空气旁通阀

涡轮增压器用空气旁通阀

 右侧照片为,提升涡轮增压发动机操纵性的薄型涡轮增压器控压阀。材料由内至外分别为PEEK、PPS、PA66,越往内层耐热性、耐腐蚀性越高。由于成形用到3种不同材料,所以对成形技术的要求非常高。其特点为:
①小型、轻量化,提高配套性能、②树脂件,耐腐蚀性好。












小糸制作所:前照灯自动调平系统用ECU

内置加速度传感器的调平ECU

内置加速度传感器的调平ECU

 右侧照片为新开发的前照灯自动调平系统用ECU。外壳为PBT材质。以往的自动调平系统通过安装在车轴上的车高传感器计算汽车姿态角,从而控制光轴。该公司开发出通过ECU内搭载的加速度传感器计算汽车姿态角,控制光轴的新系统,并且已经量产。部件数量有所减少,起到轻量化、降低成本的效果。












舍弗勒:温度管理模块

温度管理模块

温度管理模块

 右侧为温度管理模块的照片。本品安装在冷却系统内,管理水量及其分配。外壳为耐热水性优异的PPS材质。具有以下特点:
①通过适当保存发动机及驱动系统内的油温降低油耗、
②低温启动时,能快速升高车室内的温度改善舒适性。












胜美达公司:转子位置传感器

转子位置传感器

转子位置传感器

 右侧为转子位置传感器的照片。本品为EV、HV电机用绝对角度传感器,使用材料为PBT。本品特点为:
①符合机能安全标准(ASIL C)、②使用温度范围:max.155℃、③自动控制振幅偏移、④减少外部安装部件达80%。












日本维尼纶 (Nippon Vinylon):PBT制洗涤器喷嘴

洗涤器喷嘴

洗涤器喷嘴

 右图为PBT制洗涤器喷嘴的照片。本品安装在雨刮器附近,喷水供雨刮器清洗前挡玻璃的装置。该公司有振动扩散及喷雾扩散两种喷嘴。振动扩散广角型喷嘴正在开发中。













HKT:电磁阀

电磁阀

电磁阀

 右图为电磁阀的照片。本品材质为SPS(间规聚苯乙烯),具有优异的加水分解性。















TPR:双电层电容器

双电层电容器

双电层电容器

 右图为双电层电容器的照片。本品作为EV、HEV等车的动力源,也可用于充电电池,具有非常大的充电容量、高输出功率、高应答速度的特点,适合起步及上坡时使用。本品为板状卡式设计,外壳材质为PP及PPS。

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