三井化学联合共和工业推减重30树脂滑门
在汽车轻量化与电动化浪潮持续深化的背景下,三井化学(Mitsui Chemicals)正将一套"造出来、秀出来、打动客户感性"的开发理念付诸实践。近日,三井化学与其在日本新潟县三条市的连结子公司共和工业联合对外公开了位于新潟的开发基地,宣告双方在汽车领域的协同开发全面提速。
此次公开的核心阵地,是三井化学移动出行解决方案事业本部旗下的"设计与解决方案中心"(Design & Solution Center),以及共和工业本社内的技术展示室和可承接150吨以下模具设计制造的大型工厂。两大基地各有侧重、相互支撑:前者是将材料"造出来给客户看"的前沿阵地,后者则以精密模具制造与注射成型见长,具备从设计、解析、模具制作到试制评价的全流程能力。三井化学移动出行解决方案事业本部复合材料事业推进室副室长竹内文人表示,新潟基地的核心竞争力在于"能提出充分考量量产性的模块化概念方案"。

本次开发成果中Zui引人关注的,是一款较传统钣金件减重约30%的树脂滑动车门。在设计与解决方案中心的展示车辆上,研发团队将后排左侧设置为钣金车门、右侧安装新开发的树脂车门,供来访客户直观比较两者差异。这款树脂滑门的结构件采用玻璃纤维增强聚丙烯(GFPP),外装件(盖板、车门密封条等)则选用普通聚丙烯(PP)。通过将结构件与外装件一体化成型,不仅大幅削减了零部件数量,整体重量也比钣金方案降低约9千克(减重约30%)。
在性能验证方面,该滑门已通过独自刚性评价、开闭耐久性测试,并顺利通过了日本国内法规要求的侧面碰撞试验。负责项目的三井化学移动设计组组长荒井克利坦言,与钣金件相比,树脂方案在成本上并不占优,但其价值亮点同样鲜明:树脂喷涂温度低于金属,可有效降低生产环节的二氧化碳排放量;同时,树脂材料赋予造型更高的设计自由度,有助于打造差异化外观。"我们能够提供的,是这些附加价值。"荒井克利如是说。
大型树脂部件成型的一大难点,在于尺寸精度的管控。这恰恰是共和工业模具技术的用武之地。该公司在高铁车厢窗框、航空发动机零部件、大型净化槽等高精度大型产品的模具设计与制造领域深耕多年,积累了扎实的技术底蕴。其大型工厂配备了数量可观的五轴加工机与放电加工机,并设有可承接汽车保险杠、后备箱盖模具的龙门加工机;注射成型机与冲压成型机的锁模力均可达4000吨(约39000千牛),足以支撑从样品试制到客户量产的全程精度保障。
设计与解决方案中心成立于2019年3月,初衷便是打造一个能将三井化学材料"造出来给人看"的实物化基地。该中心的日常工作之一,是对汽车进行拆解并逐一梳理各零部件的功能,调查结果既服务于材料研发,也为研判电动汽车金属件"树脂化替代"的可行性提供依据。荒井克利强调,与客户沟通时,"把实物摆在眼前讨论,才更容易碰撞出新想法"。该中心配置了可将整车置于-30℃至+80℃环境下进行品质验证的恒温恒湿箱,不仅能评估单个部件,还能观察相邻部件之间的配合关系。正因如此,每年有逾20家整车厂(OEM)和一级零部件供应商(Tier 1)慕名前来参观交流。
在数字化工具日益普及的当下,三井化学同步强化了仿真技术与人工智能的应用——其在千叶县袖浦市设有研究开发据点"袖浦创新枢纽"(VISION HUB SODEGAURA),专注于AI驱动的材料解析。三井化学移动出行解决方案事业本部复合材料事业推进室室长寺本直弘将袖浦据点定位为"案头分析",将新潟基地定位为"实物展示前线",视两者为公司开发体系的"双轮":一方以AI加速解析,另一方以实物打动客户感性。"用图纸对话固然可行,但如何将方案落地做实,实物面前的冲击力截然不同。"寺本直弘如此强调。
共和工业自2014年9月成为三井化学连结子公司以来,持续与母公司协同推进汽车部件技术开发,其技术展示室可谓成果的缩影:既有面向超跑的碳纤维增强树脂(CFRP)引擎盖,也有可实现约50%减重的车顶总成,还有综合运用5套模具成型的后备箱盖,一件件展品诠释着该公司的模具与成型实力。

成型技术层面,共和工业同样亮点纷呈。针对公园长椅等户外产品的"MMP(Mold Master te)三明治成型"工艺,以PP再生料为表层、废弃食品托盘发泡料与PP再生料为芯材,有力推动了材料循环再生。在汽车部件领域已有落地应用的模内涂装技术(IMC,In-Mold Coating),则在基材成型后预留涂层空间,注入热固性涂料完成涂装,不仅可将涂装工序的二氧化碳排放量削减约60%,还能缩短生产节拍、提升表面硬度,综合优势明显。
此外,共和工业还与同为日本新潟县的米谷制作所联合开发了"超大压铸"(Mega Cast)技术——以铝压铸工艺对电动汽车车身或电池壳体进行一体化成型,锁模力达4000吨,Zui大成型尺寸可至1200×1000×700毫米。该技术于2023年公开发布,尽管共和工业代表董事须藤信成未披露具体询价情况,但表示"业务开发本身并无重大延误"。面对近期电动化市场格局的微妙变化,须藤信成也坦然应对:"电动化潮流的走向正在发生变化,我们会密切关注市场动态,灵活调整应对策略。"