走“专精特新”之路 打造新型高强热固型汽车轻量化材料生产基地——长春三友智造科技发展有限公司(材料双环轻量化新材料汽车)

(一)案例背景

长春三友智造科技发展有限公司成立于2013年,注册资本4290万,是一家集研发、设计、生产和销售于一体的高新技术专精特新企业。
公司主要研发聚双环戊二烯新材料、新型复合材料为主,以汽车轻量化材料产品为主要方向,向轨道交通、军民融合等领域扩展。
同时公司具备为工业厂房提供净化环保技术,为工业环境治理烟尘、脱硫脱硝等提供系统解决方案。

公司现有人员50人,其中技术研发人员30人,与四川大学王玉忠院士、吉林大学、中科院长春应化研究所、华南理工大学合作共同促进新材料的发展。
公司已建立了完整的质量保证体系,通过了IATF16949质量保证体系、高新技术企业认证,被国家工信部国家工业信息安全发展研究中心树立为“中小企业数字化转型案例”,是吉林省唯一一家入选企业。
获得吉林省发改委“新型高性能轻量化材料研发与应用工程研究中心”,吉林省科技厅“新型研发机构”,吉林省重点实验室、吉林省“专精特新”企业等称号,并与中科院广东应化研究所拟共同成立创新研究院,致力于新材料的发展和应用。

走“专精特新”之路 打造新型高强热固型汽车轻量化材料生产基地——长春三友智造科技发展有限公司(材料双环轻量化新材料汽车) 汽修知识
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聚双环戊二烯(PDCPD)具有高的模量和低温冲击强度,综合力学性能优良,通过反应注射成型可生产出高性能的汽车轻量化材料,收到市场青睐。
目前,原材料来源于日本进口,无法满足公司未来的发展需求,因此公司与吉林大学、四川大学、中科院应化所等国内高等院校及科研院所,共同打破“卡脖子”技术,实现原材料国产化。

公司一直坚持走“专精特新”的道路,随着汽车轻量化、新材料、新技术、新工艺的应用,进行转型升级,以研发新材料、环保材料为主要方向,并坚持科技创新,打破“卡脖子”技术,掌握自主知识产权,致力成为掌握独门技术的专精特新企业。

(二)案例介绍

公司主要产品为聚双环戊二烯、聚氨酯轻量化材料,高温陶瓷滤芯环保材料及设备。
主要客户为一汽解放、一汽红旗、一汽奔腾、一汽大众等企业。
聚双环戊二烯(PDCPD)具有高的模量和低温冲击强度,综合力学性能优良,通过反应注射成型可生产出高性能的汽车轻量化产品,产品技术指标满足主机厂要求,技术水平达到国内领先,已获权多件发明专利。
同时聚双环戊二烯国产化自主支持知识产权已经申报国家专利,打破“卡脖子”技术,填补国内空白。
公司应用聚双环戊二烯(PDCPD)种新型的工程塑料,在国内首次应用于一汽解放商用车,在保持汽车外饰件综合性能的基础上,可使产品重量降低了30%-50%,为整车的重量减重、降耗、环保、安全提供了可发展的空间。
同时该材料还可广泛应用于轨道交通、航天、医疗、环保等领域。
陶瓷滤芯产品是国内大气治理超净排放的领先产品,未来预计与中科院应化所共同实现产品国产化,打造“清新世界,美丽中国”。

公司在聚双环戊二烯(PDCPD)新材料研究方面处于国内领先地位,陶瓷滤芯产品市场占有率40%。
目前首次应用于一汽解放商用车,并与2019年/2021年被列入《重点新材料首批次应用示范指导目录》。
同时,聚氨酯复合材料防撞梁材料取代原有商用车金属防撞梁,既降低成本又实现了轻量化,属国内首次应用。
以聚氨酯复合材料为主制作的器具代替以往的金属器具,在重量上减轻30%的基础上不增加生产费用,这是聚氨酯复合材料广泛应用的前兆。
公司高性能工程塑料在汽车外覆盖件上的应用及创新研究和新技术开发,打破国外垄断,填补国内空白,公司正致力于建立国内一流的新材料与先进制造工艺技术的科技创新平台及生产基地。

二、典型经验

(一)具体措施

公司成立伊始就把新材料的研发、在工业上的应用及工业化智能制造做为企业的主导方向,并以目前国外已大量应用的性能优异的新型高分子材料聚双环戊二烯(PDCPD)的制造及工业化的研发做为切入点,组建了项目组,并通过与高校及科研院所的合作,开展了一系列有关聚双环戊二烯(PDCPD)复合材料的预研工作,如高性能开环催化剂、聚双环戊二烯(PDCPD)材料的制备,成型工艺技术、纤维复合、改性技术、阻燃技术的研究等。
与吉林大学、四川大学、中科院长春应用化学研究所、华南理工大学、河南科技大学等国内高等院校及科研院所共同合作,促进新材料的研究与发展。
同时,公司注重人才培养和引进,建立省重点实验室、工程研究中心、新型研发机构等科研机构,聘任行业内专家教授进行科技成果攻关。
并与院校共同培养相关人才,为企业技术创新提供后续力量。

公司为提升企业相关产品制造能力、质量保证能力、科技创新能力,联合上下游产业链,共同组建多功能联合实验室,促进区域内配套产业聚集,通过产业链拉动,带动汽车企业、装备制造业等共同发展,促进产业领域科技成果转化、提升创业创新能力。
并与一汽集团、东风集团、长城汽车等主机厂共同开发产品,满足客户需求。

公司在科技创新的同时,一直注重数字化技术的发展,通过三友智造智能制造系统的建立极大改善企业业务流程,提升企业核心竞争力。
三友智造智能制造系统的建立极大改善操作者作业环境、减轻工作强度、提高工作效率、降低人工成本。
实现成本低、易用性强、公司内部一体化运作的特点,做到提高产能、降低损耗、节约人力物力资成本。
以数字化、标准化、精细化的生产方式,保证产品的持续稳定。

(二)经验成效

目前公司重点为吉林省及长春市汽车产业轻量化供应链的关键共性技术研发服务与应用。
汽车轻量化材料的推广与应用有利于带动吉林省汽车轻量化及新材料产业发展;有利于加快产学研用的整合力度;建立新型高性能轻量化材料研发与应用工程研究中心,能够加快吉林省汽车轻量化的发展,填补国内聚双环戊二烯材料(PDCPD)在国内的相关技术空白,巩固东北地区老工业基地的中国第一大汽车工业城市的地位,同时提升吉林省高科技新材料产业的发展,对吉林省经济发展和社会发展具有重大而深远的意义。

为进一步加强新材料的研发能力,公司申请并建设了企业技术中心,以期实现国产聚双环戊二烯PDCPD-RIM材料的工业化生产和聚双环戊二烯(PDCPD)制品的成型应用,使材料综合物性、工艺控制条件达到国际水平,增强企业自主创新能力,并可为同行业相关企业提供技术服务。

实现了PDCPD材料首次应用于一汽商用车,制定了相关企业标准、自主知识产权。
随着产品的逐渐应用,借助高校及科研院所的科研力量,掌握了原材料核心技术,掌握自主知识产权,实现了原材料的国产化,打破“卡脖子”技术。

(三)借鉴意义

自2015年以来国内接连颁布汽车轻量化产业规划政策与支持政策。
其中2015年颁布的《中国制造2025》中,提出掌握汽车低碳化、轻量化材料等核心技术产业化,从关键零部件到整车的完整工业体系,推进轻量化产业发展;2016年发布的《新材料产业发展指南》,指出应加快调整先进基础材料产品结构,扩展高性能复合材料应用范围,支撑汽车轻量化发展。
根据2016年10月26日中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术路线图发布会中,指出汽车轻量化技术将成为汽车行业未来重点发展目标之一。
其中要在2025年,力争整车质量平均减轻20%,汽车钢铁比例占汽车总重的30%,单车用铝合金达到250kg,单车用镁量达到25kg,碳纤维使用量占车辆比重的2%。

公司立足于汽车轻量化发展,可生产商用车导流罩、商用车前面罩、商用车保险杠、商用车导流板等多个汽车轻量化产品,符合国家产业发展方向。

聚双环戊二烯(PDCPD)作为一种新型的工程塑料,其主要来源于乙烯裂解C5馏分中的单体双环戊二烯(DCPD)。
本项目通过PDCPD材料在汽车行业大规模的使用,可进一步延伸产业链条,促进区域石化产业的发展。
吉林省作为石化大省,乙烯及下游精细化工产品众多,可进一步建立"标准-研发-生产-改进"的联合技术创新机制,深化产品开发,助力汽车产业的轻量化发展,从而实现区域两大产业的融合发展,进而培育全球性的汽车用化工品企业。
填补吉林省汽配新材料应用“空白”,引领吉林省新材料产业链新趋势,促进业态循环经济良性发展。

中华人民共和国生态环保部《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见》指出,要坚定不移贯彻新发展理念,以推动高质量发展为主题,以二氧化碳排放达峰目标与碳中和愿景为牵引,以协同增效为着力点,坚持系统观念,全面加强应对气候变化与生态环境保护相关工作统筹融合,增强应对气候变化整体合力,推进生态环境治理体系和治理能力现代化,推动生态文明建设实现新进步,为建设美丽中国、共建美丽世界作出积极贡献。
为了能够最大限度上实现节能减排的环保要求,实现“碳中和”。

PDCPD整个生产过程在常温常压下进行,整个过程能耗低,碳排放少,符合国家现有节能减排政策,为早日实现“碳中和”做出贡献。

三、案例创新点

公司成立伊始就把新材料的研发、在工业上的应用及工业化智能制造做为企业的主导方向,并以目前国外已大量应用的性能优异的新型高分子材料聚双环戊二烯(PDCPD)的制造及工业化的研发做为切入点,组建了项目组,并通过与高校及科研院所的合作,开展了一系列有关聚双环戊二烯(PDCPD)复合材料的预研工作,如高性能开环催化剂、聚双环戊二烯(PDCPD)材料的制备,成型工艺技术、纤维复合、改性技术、阻燃技术的研究等。
其中,与吉林大学、哈尔滨工业大学、四川大学、华南理工大学、河南科技大学等多所院校合作,促进聚双环戊二烯材料的研究与应用。

公司获得了国家授权发明专利4项,受理发明专利10项,实用新型专利5项,受理实用新型专利10项,外观专利2项,软件著作12项,商标18项。
并将聚双环戊二烯(PDCPD)材料,国内首次应用于解放商用车,在聚双环戊二烯(PDCPD)新材料研究方面处于国内领先地位。

随着聚双环戊二烯材料的应用,公司将PDCPD材料应用于汽车轻量化,并为将PDCPD材料首次应用于一汽解放商用车,并为一汽红旗开发新产品,同时向轨道交通、军工、航天等领域扩展。
并研究聚双环戊二烯与纤维复合技术,进一步增强材料性能,公司坚持走“专精特新”的道路,牢牢掌握自主知识产权,逐步向单项冠军企业迈进。

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