El termoplástico reforzado con fibra de vidrio (GMT) es un material compuesto novedoso, ligero y de bajo consumo energético, cuya matriz está formada por resina termoplástica y una malla de fibra de vidrio que actúa como estructura de refuerzo. Actualmente, es una de las líneas de desarrollo de materiales compuestos más activas del mundo y se considera uno de los nuevos materiales del siglo.
El GMT permite fabricar productos semiacabados en láminas, que posteriormente se procesan directamente para obtener el producto con la forma deseada. El GMT cuenta con características de diseño sofisticadas, excelente resistencia al impacto y es fácil de ensamblar e integrar. Se valora por su resistencia y ligereza, lo que lo convierte en un componente estructural ideal para reemplazar el acero y reducir la masa.
1. Ventajas de los materiales GMT
1) Alta resistencia: La resistencia del GMT es similar a la de los productos de FRP de poliéster fabricados a mano, y su densidad es de 1,01-1,19 g/cm³. Es menor que la del FRP termoendurecible (1,8-2,0 g/cm³), por lo que tiene una resistencia específica mayor.
2) Ligero y ahorra energía: El peso de una puerta de automóvil hecha deMaterial GMTEl peso se puede reducir de 26 kg a 15 kg, y el grosor de la parte trasera se puede disminuir para aumentar el espacio en el vehículo. El consumo de energía es solo del 60 % al 80 % del de los productos de acero y del 35 % al 50 % del de los productos de aluminio.
3) En comparación con el SMC termoestable (compuesto de moldeo en láminas), el material GMT tiene las ventajas de un ciclo de moldeo corto, buen rendimiento ante impactos, reciclabilidad y un ciclo de almacenamiento prolongado.
4) Resistencia al impacto: La capacidad de absorción de impactos del GMT es de 2,5 a 3 veces mayor que la del SMC. El SMC, el acero y el aluminio sufrieron abolladuras o grietas al recibir un impacto, pero el GMT permaneció intacto.
5) Alta rigidez: GMT contiene tejido GF, que puede mantener su forma incluso si hay un impacto de 16 km/h (10 mph).
2. Aplicación de los materiales GMT en el sector automotriz.
Las láminas de GMT poseen una alta resistencia y permiten la fabricación de componentes ligeros. Además, ofrecen gran libertad de diseño, una fuerte absorción de energía de impacto y un buen rendimiento de procesamiento. Su uso en la industria automotriz se ha extendido desde la década de 1990. A medida que aumentan las exigencias en cuanto a ahorro de combustible, reciclabilidad y facilidad de procesamiento, el mercado de materiales GMT para la industria automotriz seguirá creciendo de forma constante.
Actualmente, los materiales GMT se utilizan ampliamente en la industria automotriz, principalmente en marcos de asientos, parachoques, paneles de instrumentos, capós, soportes de baterías, pedales, partes delanteras, pisos, guardabarros, puertas traseras, techos, componentes de equipaje como soportes, viseras parasol, soportes para ruedas de repuesto, etc.
1) Estructura del asiento
El diseño del respaldo de la segunda fila de asientos del deportivo Ford Mustang 2015 de Ford Motor Company (en la imagen inferior), fabricado mediante moldeo por compresión, fue desarrollado por el proveedor y transformador de primer nivel Continental Structural Plastics, utilizando el termoplástico de fibra de vidrio reforzada con fibra de vidrio unidireccional al 45 % de Hanwha L&C (Moldes para materiales compuestos (GMT)) y la técnica de moldeo por compresión de Century Tool & Gage. Cumple satisfactoriamente con las exigentes normas de seguridad europeas ECE para la sujeción de cargas de equipaje.
La pieza requirió más de 100 iteraciones de análisis de elementos finitos para su finalización, lo que permitió eliminar cinco componentes del diseño original de la estructura de acero. Además, su estructura más delgada ahorra 3,1 kilogramos por vehículo y facilita su instalación.
2) Barra anticolisión trasera
La barra anticolisión trasera del nuevo Hyundai Tucson (ver imagen a continuación) de 2015 está fabricada con material GMT. En comparación con los materiales de acero, este material es más ligero y ofrece mejores propiedades de amortiguación. Reduce el peso del vehículo y el consumo de combustible, a la vez que garantiza un rendimiento seguro.
3) Módulo de interfaz de usuario
Mercedes-Benz ha elegido los compuestos termoplásticos reforzados con tejido GMTexTM de Quadrant Plastic Composites como elementos del módulo frontal de su cupé de lujo Clase S (en la imagen inferior).
4) Panel protector inferior de la carrocería
Quadrant PlasticComposites utiliza GMTex™ de alto rendimiento para la protección de los bajos del capó del Mercedes Off-Road Special Edition.
5) Marco del portón trasero
Además de las ventajas habituales de integración funcional y reducción de peso, la maleabilidad de las estructuras de portón trasero GMT permite obtener formas de producto imposibles con acero o aluminio. Aplicable a Nissan Murano, Infiniti FX45 y otros modelos.
6) Marco del panel de control
GMT fabrica el nuevo concepto de marcos para salpicaderos, destinados a varios modelos del Grupo Ford: Volvo S40 y V50, Mazda y Ford C-Max. Estos materiales compuestos permiten una amplia gama de integraciones funcionales, especialmente al incorporar los travesaños del vehículo en forma de finos tubos de acero durante el moldeado. En comparación con los métodos tradicionales, se reduce significativamente el peso sin aumentar el coste.
7) Portapilas
Fecha de publicación: 9 de enero de 2024
