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与上海GM集团 Pan Asia Technical Automotive Center的配合

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与上海GM集团 Pan Asia Technical Automotive Center的配合 ~利用金属着色POM的轿车内饰件的开发~

近年来,各汽车制造商都热衷于开发面向亚洲汽车市场的专用车型。此次介绍的上海GM集团Pan Asia Technical Automotive Center(以下称"PATAC公司")也积极进行着中国独创的设计开发。我们就采用了本公司金属着色DURACON® POM的"内门把手和旋钮"的开发访问了负责设计与开发的汤品一先生(以下称 汤先生)。以下将搀杂本公司营业担当小王(以下称 )的视点进行介绍。

Pan Asia Technical Automotive Center Co.,Ltd.
Body & Exterior Dept.
Material Engineer
汤品一 (Pinyi Tang) 先生

寻求新的技术和树脂材料

汤先生  亚洲的汽车开发竞争已呈白热化,我们上海GM集团也一直在追求燃油效率和舒适性的提高、以及旨在实现便于消费者购买之价格的成本削减。在这个过程中,宝理塑料于2010年底提出了建议,即开发利用POM金属着色品的内门把手和旋钮。该材料是只通过注塑成型加工而不需要涂饰工序的材料,替代现有的PC/ABS合金材料(由聚碳酸酯树脂和ABS树脂构成的多组分聚合物)的涂饰品。这样既不需要涂饰费用,也不会发生涂饰不匀、垃圾粘附引起的不良。如果单看材料费比较,则比不上现有产品,但最终可以降低约30%的成本,是一个富有魅力的提案。

挑战实机评测,China TSC与TSC(日本)的合作

  因为从PATAC公司得到了实机评测的机会,所以就开始确保用于评测的成型样品。由于不能借用正在量产的现有材料用模具,因此,决定制作独有的试制模具,在参考了中国汽车内门把手的形状后就在上海开始加工了。初始模具的浇口(树脂流入口)位置和形状都采用了与现有材料相同的方式,因此,在采用POM时发生了显著的流痕(条纹花样)和凹陷(凹坑)。于是,我们在进行了浇口形状变更、轻量化、R(曲率)变更等之后,成功获得了用于评测的金属成型品。在这个过程中,位于上海的本公司China Technical Solution Center(China TSC)实施了基于CAE*的树脂流动分析。通过致力于填充模式的确认、成型条件的优化等,获得了许多解决外观不良的专有技术。

结合日本TSC同时实施的基于CAE的结构分析结果,立即将评测用金属成型品提供给了PATAC公司的实机评测。

* Computer Aided Engineering(计算机辅助工程)

以采用POM为前提,正式开始产品开发

汤先生  由于是以现有材料的机械物性为标准设计的形状,因此,不论是宝理塑料的结构分析,还是在本公司的实机评测中,都确认了POM成型品具有卓越的强度和耐久性。根据这一评测结果判断,如果用POM进行产品设计,则可以进一步实现轻量化。因此,我们决定从2012年底开始,以计划安装的车型为对象,正式进行产品开发。

以更好的外观为目标,彻底追求流动分析

  我们根据PATAC公司出示的表面形状,开始研究反面和中间的加强筋(补强材料)形状及浇口位置。关键是在确保必要强度的基础上,将外观方面的问题防于未然,诸如令表面不会产生熔接痕(细线形状)、凹陷等。China TSC和日本TSC继续分担CAE的工作,比较轻松地完成了旨在确保强度的加强筋的设计。但是,要对重在外观的表面曲线进行微妙的修改却非常困难,在用来确认填充模式的流动分析上花费了大量时间。我们不只想办法解决了浇口位置,还提出通过令正面变得稍厚来令熔接痕形成于反面的建议,PATAC公司再次进行了产品形状的最终讨论。

金属着色POM把手

最终决定采用金属着色POM

汤先生  为了做出采用现有材料还是POM的最终判断,我们决定用量产计划形状的试制成型品来进行最终评测。当然,除了机械物性外,还需要确认外观好不好看、是不是可以马上量产等。宝理塑料根据该量产计划形状加工了左右可取2个产品的试制模具。提交的采用金属着色POM的评测用试制品,不论是机械物性还是外观都很好,且利用左右可取2个产品的模具进行成型完全可以应对量产,因此,最终判断为合格。

一级承包成型厂家的量产支援

  PATAC公司做出了合格判断后,正式决定了在原计划车型的部分级别中采用POM。因此,这次向我们提出了作为一级承包成型厂家加工量产模具和优化成型条件的支援要求。特别困难的是消除流痕引起的黑色条纹,虽然China TSC持有的高性能电动注塑机可以对成型条件进行微调,但量产使用的老式液压成型机不能进行微调,总是发生外观不良。因此,我们重新对模具型腔(凹模)的表面粗糙度进行了微调,寻求可以获得合格品的成型条件。在反复进行模具修改和试制后最终定下量产目标时,已是2013年的初夏左右。通过China TSC与日本TSC的团队合作,成功实现了令客户满意的技术支持。非常感谢他们的配合。

令人印象深刻的积极的开发支援精神

汤先生  对我们来说,采用金属着色POM是第一次挑战,宝理塑料不只进行新材料的开发,中国与日本的TSC还开展合作,不断地利用各种各样的CAE进行形状优化并亲自利用试制模具进行成型试制,帮我们推进了开发。其结果,决定采用后,量产模具也成功实现了高强度、高耐久性、没有流痕和凹陷的外观优美的金属样POM零部件的开发。营业担当、中国和日本的技术担当,每一个人都始终积极而又热情地致力于此次的项目,这给我留下了非常深刻的印象。

本公司无论何时都在追求新的产品和技术。由衷期盼今后能继续作为优秀的开发合作伙伴给予支援。

PATAC公司前,汤先生(照片右侧)与Polyplastics(Shanghai)Ltd. 营业经理 王震罡(Zhengang Wang)(照片左侧)

Pan Asia Technical Automotive Center Co., Ltd.
泛亚汽车技术中心有限公司

GM和上海汽车于1997年在上海成立的合资公司,进行有关所有汽车技术的开发、设计、试验业务。在从事上海GM的车辆开发和设计的同时,还参与GM对面向中国市场的新基准轿车的开发。被列为目前GM在全世界拥有的6家技术开发设计中心之一。

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