Uutiset - GMT:n käyttö autoissa

Lasikuituvahvisteinen termoplastinen materiaali (GMT) on uudenlainen, energiaa säästävä ja kevyt komposiittimateriaali, jonka matriisi on termoplastinen hartsi ja vahvistettu runko lasikuitumatto. Se on tällä hetkellä erittäin aktiivinen komposiittimateriaalien kehitystyön kohde maailmassa ja sitä pidetään yhtenä vuosisadan uusista materiaaleista.

GMT voi yleensä tuottaa levymäisiä puolivalmiita tuotteita. Se jalostetaan sitten suoraan halutun muotoiseksi tuotteeksi. GMT:llä on hienostuneet suunnitteluominaisuudet, erinomainen iskunkestävyys ja se on helppo koota ja lisätä. Se on arvostettu lujuutensa ja keveytensä ansiosta, mikä tekee siitä ihanteellisen rakenneosan teräksen korvaamiseksi ja massan vähentämiseksi.

1. GMT-materiaalien edut

1) Suuri lujuus: GMT:n lujuus on samanlainen kuin käsin levitetyillä polyesterifRP-tuotteilla, ja sen tiheys on 1,01–1,19 g/cm³. Se on pienempi kuin lämpökovettuva FRP (1,8–2,0 g/cm³), joten sillä on suurempi ominaislujuus.

2) Kevyt ja energiaa säästävä: Auton oven paino, joka on valmistettuGMT-materiaalivoidaan vähentää 26 kg:sta 15 kg:aan, ja selkänojan paksuutta voidaan pienentää auton tilan lisäämiseksi. Energiankulutus on vain 60–80 % terästuotteista ja 35–50 % alumiinituotteista.

3) Verrattuna lämpökovettuvaan SMC:hen (levymuovausmassa) GMT-materiaalilla on lyhyen muovaussyklin, hyvän iskunkestävyyden, kierrätettävyyden ja pitkän varastointisyklin edut.

4) Iskunkestävyys: GMT:n kyky vaimentaa iskuja on 2,5–3 kertaa parempi kuin SMC:n. SMC, teräs ja alumiini kärsivät kaikki iskun alla kolhuista tai halkeamista, mutta GMT säilyi vahingoittumattomana.

5) Erittäin jäykkä: GMT sisältää GF-kangasta, joka säilyttää muotonsa jopa 16 km/h nopeudella tapahtuvissa iskuissa.

2. GMT-materiaalien käyttö autoteollisuudessa

GMT-levyillä on korkea lujuus ja niistä voidaan valmistaa kevyitä komponentteja. Samalla niillä on suuri suunnitteluvapaus, vahva törmäysenergian absorptio ja hyvä prosessointikyky. Sitä on käytetty laajalti autoteollisuudessa 1990-luvulta lähtien. Polttoainetaloudellisuuden, kierrätettävyyden ja prosessoinnin helppouden vaatimusten jatkuvasti kasvaessa GMT-materiaalien markkinat autoteollisuudelle kasvavat edelleen tasaisesti.

Tällä hetkellä GMT-materiaaleja käytetään laajalti autoteollisuudessa, pääasiassa istuinten rungoissa, puskureissa, kojelaudoissa, konepelleissä, akkukiinnikkeissä, jalkapolkimissa, etuosissa, lattioissa, lokasuojissa, takaovissa, katoissa, matkatavaroiden komponenteissa, kuten kiinnikkeissä, aurinkolipoissa, vararengastelineiden osissa jne.

1) Istuimen runko
Ford Motor Companyn vuoden 2015 Ford Mustangin (kuvassa alla) urheiluauton toisen rivin istuinten selkänojat on suunnitellut Tier 1 -toimittaja/muuntaja Continental Structural Plastics käyttäen Hanwha L&C:n 45-prosenttisesti yksisuuntaisia lasikuituvahvisteisia kestomuovimuotteja komposiittimateriaaleille (GMT) ja Century Tool & Gagen puristusmuovausta. Se täyttää onnistuneesti erittäin haastavat eurooppalaiset turvallisuusmääräykset (ECE) matkatavarakuormien käsittelylle.

Osan valmistuminen vaati yli 100 FEA-iteraatiota, mikä poisti viisi osaa aiemmasta teräsrakennesuunnittelusta. Lisäksi se säästää 3,1 kilogrammaa ajoneuvoa kohden ohuemman ja helpomman rakenteen ansiosta.

2) Takana oleva törmäyksenestopalkki
Hyundain uuden Tucsonin (katso kuva alla) takaosassa oleva törmäyksenestopalkki vuodelta 2015 on valmistettu GMT-materiaalista. Teräsmateriaaleihin verrattuna tuote on kevyempi ja sillä on paremmat iskunvaimennusominaisuudet. Se vähentää ajoneuvon painoa ja polttoaineenkulutusta varmistaen samalla turvallisen suorituskyvyn.

3) Etuosan moduuli
Mercedes-Benz on valinnut Quadrant Plastic Composites GMTexTM -kankaalla vahvistetut termoplastiset komposiitit S-sarjan (kuvassa alla) luksuscoupénsa keulamoduulielementeiksi.

4) Rungon alempi suojapaneeli
Quadrant PlasticComposites käyttää Mercedes Off-Road Special Editionin konepellin alustan suojaukseen erittäin suorituskykyistä GMTex™ -materiaalia.

5) Takaluukun kehys
Tavanomaisten toiminnallisen integroinnin ja painonpudotuksen etujen lisäksi GMT-takaluukun rakenteiden muovattavuus mahdollistaa myös tuotemuodot, jotka eivät ole mahdollisia teräksellä tai alumiinilla. Sovelletaan Nissan Muranoon, Infiniti FX45:een ja muihin malleihin.

6) Kojelaudan viitekehys
GMT valmistaa uuden konseptin mukaisia kojelaudan kehyksiä, jotka on tarkoitettu käytettäväksi useissa Ford-konsernin malleissa: Volvo S40 ja V50, Mazda ja Ford C-Max. Nämä komposiitit mahdollistavat laajan valikoiman toiminnallisia integraatioita. Erityisesti sisällyttämällä ajoneuvon poikkipalkit ohuiden teräsputkien muodossa muottielementtiin. Perinteisiin menetelmiin verrattuna painoa voidaan vähentää merkittävästi ilman, että kustannukset nousevat.