Termoplast vyztužený skelnou rohoží (GMT) je nový, energeticky úsporný a lehký kompozitní materiál s termoplastickou pryskyřicí jako matricí a rohoží ze skelných vláken jako vyztuženou kostrou. V současné době je celosvětově extrémně aktivním vývojem kompozitních materiálů a je považován za jeden z nových materiálů století.
GMT obecně umožňuje výrobu plechových polotovarů. Ty se poté přímo zpracovávají na výrobek požadovaného tvaru. GMT má sofistikované konstrukční prvky, vynikající odolnost proti nárazu a snadno se montuje a přidává. Je ceněn pro svou pevnost a lehkost, což z něj činí ideální konstrukční prvek, který nahrazuje ocel a snižuje hmotnost.
1. Výhody materiálů GMT
1) Vysoká pevnost: Pevnost GMT je podobná pevnosti ručně kladených polyesterových FRP výrobků a její hustota je 1,01–1,19 g/cm3. Je menší než termosetový FRP (1,8–2,0 g/cm3), proto má vyšší specifickou pevnost.
2) Lehká a energeticky úsporná: Hmotnost dveří automobilu vyrobených zMateriál GMTlze snížit z 26 kg na 15 kg a tloušťku zadní části lze zmenšit, aby se zvětšil prostor v autě. Spotřeba energie je pouze 60 %–80 % u ocelových výrobků a 35 %–50 % u hliníkových výrobků.
3) Ve srovnání s termosetovým SMC (plastem pro formování desek) má materiál GMT výhody krátkého lisovacího cyklu, dobré rázové vlastnosti, recyklovatelnosti a dlouhého skladovacího cyklu.
4) Odolnost proti nárazu: Schopnost GMT absorbovat nárazy je 2,5–3krát vyšší než u SMC. SMC, ocel a hliník utrpěly při nárazu promáčkliny nebo praskliny, ale GMT zůstal bez úhony.
5) Vysoká tuhost: GMT obsahuje tkaninu GF, která si udrží svůj tvar i při nárazu o rychlosti 16 km/h.
2. Aplikace materiálů GMT v automobilovém průmyslu
Plechy GMT mají vysokou pevnost a lze z nich vyrobit lehké komponenty. Zároveň se vyznačují vysokou konstrukční volností, silnou absorpcí energie nárazu a dobrým zpracovatelským výkonem. V automobilovém průmyslu se široce používají od 90. let 20. století. Vzhledem k tomu, že požadavky na úsporu paliva, recyklovatelnost a snadnou zpracovatelnost neustále rostou, bude trh s materiály GMT pro automobilový průmysl i nadále stabilně růst.
V současné době se materiály GMT široce používají v automobilovém průmyslu, zejména v rámech sedadel, náraznících, přístrojových panelech, kapotách, držácích baterií, pedálech, předních částech, podlahách, blatnících, zadních dveřích, střechách, součástech zavazadel, jako jsou držáky, sluneční clony, nosiče rezervních pneumatik atd.
1) Rám sedadla
Konstrukce opěradla druhé řady sedadel sportovního vozu Ford Mustang z roku 2015 (na obrázku níže) od společnosti Ford Motor Company byla navržena dodavatelem/konvertorem 1. úrovně, společností Continental Structural Plastics, s použitím termoplastických forem pro kompozitní materiály (GMT) ze 45% jednosměrně vyztužených skelných vláken a lisovaných forem od společnosti Hanwha L&C a lisovaných forem Century Tool & Gage. Úspěšně splňuje extrémně náročné evropské bezpečnostní předpisy ECE pro udržení hmotnosti zavazadel.
Dokončení této součásti vyžadovalo více než 100 iterací metody konečných prvků, čímž se z dřívějšího návrhu ocelové konstrukce odstranilo pět dílů. Navíc se ušetří 3,1 kilogramu na vozidlo díky tenčí konstrukci, která se také snáze instaluje.
2) Zadní protikolizní světlomet
Protikolizní nosník na zadní straně nového modelu Tucson od značky Hyundai (viz obrázek níže) z roku 2015 je vyroben z materiálu GMT. Ve srovnání s ocelovými materiály je tento produkt lehčí a má lepší tlumicí vlastnosti. Snižuje hmotnost vozidla a spotřebu paliva a zároveň zajišťuje bezpečný provoz.
3) Front-endový modul
Společnost Mercedes-Benz zvolila termoplastické kompozity vyztužené tkaninou Quadrant Plastic Composites GMTexTM jako modulové prvky přední části svého luxusního kupé třídy S (na obrázku níže).
4) Spodní ochranný panel karoserie
Společnost Quadrant PlasticComposites používá vysoce výkonný materiál GMTex™ pro ochranu podvozku vozu Mercedes Off-Road Special Edition.
5) Rám zadních dveří
Kromě obvyklých výhod funkční integrace a snížení hmotnosti umožňuje tvárnost konstrukcí zadních dveří GMT také tvarování výrobků, které nejsou možné s ocelí nebo hliníkem. Použito u modelů Nissan Murano, Infiniti FX45 a dalších.
6) Rámec dashboardu
Společnost GMT vyrábí nový koncept rámů palubních desek určených pro použití v několika modelech skupiny Ford: Volvo S40 a V50, Mazda a Ford C-Max. Tyto kompozity umožňují širokou škálu funkčních integrací. Zejména začleněním příčných nosníků vozidla ve formě tenkých ocelových trubek do výlisku. Ve srovnání s tradičními metodami se tak výrazně snižuje hmotnost bez zvýšení nákladů.
7) Držák baterie
Čas zveřejnění: 9. ledna 2024
