Il termoplastico rinforzato con fibra di vetro (GMT, Glass Mat Reinforced Thermoplastic) è un materiale composito innovativo, leggero ed efficiente dal punto di vista energetico, costituito da una matrice in resina termoplastica e da una struttura di rinforzo in fibra di vetro. Attualmente, questo materiale è oggetto di un'intensa attività di sviluppo a livello mondiale ed è considerato uno dei materiali innovativi del secolo.
Il GMT è generalmente in grado di produrre semilavorati in lamiera. Questi vengono poi lavorati direttamente per ottenere il prodotto della forma desiderata. Il GMT presenta caratteristiche di design sofisticate, un'eccellente resistenza agli urti ed è facile da assemblare e integrare. È apprezzato per la sua resistenza e leggerezza, che lo rendono un componente strutturale ideale per sostituire l'acciaio e ridurre la massa.
1. Vantaggi dei materiali GMT
1) Elevata resistenza: la resistenza del GMT è simile a quella dei prodotti in FRP di poliestere stratificato a mano e la sua densità è di 1,01-1,19 g/cm³. È inferiore a quella dell'FRP termoindurente (1,8-2,0 g/cm³), pertanto ha una maggiore resistenza specifica.
2) Leggero e a risparmio energetico: il peso di una portiera per auto realizzata inMateriale GMTIl peso può essere ridotto da 26 kg a 15 kg e lo spessore del retro può essere ridotto per aumentare lo spazio in auto. Il consumo energetico è solo del 60%-80% rispetto ai prodotti in acciaio e del 35%-50% rispetto ai prodotti in alluminio.
3) Rispetto al SMC (composto per stampaggio a foglio) termoindurente, il materiale GMT presenta i vantaggi di un ciclo di stampaggio breve, buone prestazioni di resistenza agli urti, riciclabilità e un lungo ciclo di stoccaggio.
4) Resistenza agli urti: la capacità di GMT di assorbire gli urti è 2,5-3 volte superiore a quella di SMC. SMC, acciaio e alluminio hanno subito ammaccature o crepe a seguito dell'impatto, mentre GMT è rimasto intatto.
5) Elevata rigidità: GMT contiene tessuto GF, che mantiene la sua forma anche in caso di impatto a 16 km/h.
2. Applicazione dei materiali GMT nel settore automobilistico
Le lamiere GMT possiedono un'elevata resistenza e possono essere trasformate in componenti leggeri. Allo stesso tempo, offrono un'elevata libertà di progettazione, un forte assorbimento dell'energia d'urto e buone prestazioni di lavorazione. Sono ampiamente utilizzate nell'industria automobilistica sin dagli anni '90. Poiché i requisiti in termini di risparmio di carburante, riciclabilità e facilità di lavorazione continuano ad aumentare, il mercato dei materiali GMT per l'industria automobilistica continuerà a crescere costantemente.
Attualmente, i materiali GMT sono ampiamente utilizzati nell'industria automobilistica, principalmente per telai di sedili, paraurti, cruscotti, cofani, supporti per batterie, pedali, frontali, pianali, parafanghi, portiere posteriori, tetti, componenti per bagagliaio come supporti, alette parasole, supporti per ruote di scorta, ecc.
1) Telaio del sedile
Il design dello schienale del sedile posteriore della Ford Mustang 2015 (nella foto sotto), realizzato con stampaggio a compressione, è stato progettato dal fornitore/trasformatore di primo livello Continental Structural Plastics utilizzando stampi per materiali compositi in termoplastica rinforzata con fibra di vetro unidirezionale al 45% (GMT) di Hanwha L&C e la tecnologia di stampaggio a compressione di Century Tool & Gage. Il design soddisfa con successo le rigorose normative europee di sicurezza ECE per il mantenimento del carico dei bagagli.
La realizzazione di questo componente ha richiesto oltre 100 iterazioni di analisi agli elementi finiti (FEA), eliminando cinque parti rispetto al precedente progetto della struttura in acciaio. Inoltre, grazie a una struttura più sottile, più facile da installare, consente un risparmio di peso di 3,1 chilogrammi per veicolo.
2) Barra anticollisione posteriore
La barra anticollisione posteriore della nuova Hyundai Tucson (vedi foto sotto) del 2015 è realizzata in materiale GMT. Rispetto ai materiali in acciaio, questo prodotto è più leggero e offre migliori proprietà di assorbimento degli urti. Riduce il peso del veicolo e il consumo di carburante, garantendo al contempo prestazioni sicure.
3) Modulo front-end
Mercedes-Benz ha scelto i compositi termoplastici rinforzati con tessuto GMTex™ di Quadrant Plastic Composites come elementi del modulo frontale della sua coupé di lusso Classe S (nell'immagine sottostante).
4) Pannello di protezione inferiore della carrozzeria
Quadrant PlasticComposites utilizza il materiale ad alte prestazioni GMTex™ per la protezione del sottoscocca del cofano della Mercedes Off-Road Special Edition.
5) Telaio del portellone posteriore
Oltre ai consueti vantaggi di integrazione funzionale e riduzione del peso, la formabilità delle strutture del portellone posteriore GMT consente di ottenere forme di prodotto impossibili da realizzare con acciaio o alluminio. Applicato a Nissan Murano, Infiniti FX45 e altri modelli.
6) Struttura del pannello di controllo
GMT produce il nuovo concetto di telai per cruscotto, destinati a diversi modelli del Gruppo Ford: Volvo S40 e V50, Mazda e Ford C-Max. Questi materiali compositi consentono un'ampia gamma di integrazioni funzionali, in particolare grazie all'incorporazione dei traversi del veicolo sotto forma di sottili tubi d'acciaio nello stampaggio. Rispetto ai metodi tradizionali, il peso è significativamente ridotto senza aumentare i costi.
7) Portabatterie
Data di pubblicazione: 9 gennaio 2024
