Nieuws - Toepassing van GMT in auto's

Glasvezelversterkt thermoplast (GMT) is een nieuw, energiebesparend en lichtgewicht composietmateriaal met thermoplastische hars als matrix en glasvezelmat als versterkend skelet. Het is momenteel een zeer actief ontwikkeld composietmateriaal wereldwijd en wordt beschouwd als een van de nieuwe materialen van de eeuw.

GMT kan over het algemeen halffabrikaten van plaatmateriaal produceren. Deze worden vervolgens direct verwerkt tot het product in de gewenste vorm. GMT heeft geavanceerde ontwerpkenmerken, een uitstekende slagvastheid en is eenvoudig te monteren en uit te breiden. Het wordt gewaardeerd om zijn sterkte en lichtheid, waardoor het een ideaal constructieonderdeel is ter vervanging van staal en om het gewicht te verminderen.

1. Voordelen van GMT-materialen

1) Hoge sterkte: De sterkte van GMT is vergelijkbaar met die van handmatig aangebrachte polyestervezelversterkte kunststofproducten, en de dichtheid bedraagt 1,01-1,19 g/cm³. Deze is lager dan die van thermohardende vezelversterkte kunststof (1,8-2,0 g/cm³), waardoor GMT een hogere specifieke sterkte heeft.

2) Lichtgewicht en energiebesparend: Het gewicht van een autodeur gemaakt vanGMT-materiaalHet gewicht kan worden teruggebracht van 26 kg naar 15 kg, en de dikte van de achterkant kan worden verminderd om de bagageruimte te vergroten. Het energieverbruik is slechts 60%-80% van dat van stalen producten en 35%-50% van dat van aluminium producten.

3) In vergelijking met thermohardende SMC (sheet molding compound) heeft GMT-materiaal de voordelen van een korte vormcyclus, goede slagvastheid, recyclebaarheid en een lange opslagcyclus.

4) Schokbestendigheid: GMT kan 2,5 tot 3 keer beter schokken absorberen dan SMC. SMC, staal en aluminium vertoonden deuken of scheuren bij een impact, maar GMT bleef onbeschadigd.

5) Hoge stijfheid: GMT bevat GF-stof, die zijn vorm behoudt, zelfs bij een impact van 16 km/u.

2. Toepassing van GMT-materialen in de automobielindustrie

GMT-platen hebben een hoge sterkte en kunnen worden gebruikt voor de productie van lichtgewicht componenten. Tegelijkertijd bieden ze een grote ontwerpvrijheid, een sterke botsenergieabsorptie en goede verwerkbaarheid. Ze worden al sinds de jaren negentig veelvuldig gebruikt in de auto-industrie. Naarmate de eisen op het gebied van brandstofbesparing, recyclebaarheid en verwerkbaarheid blijven toenemen, zal de markt voor GMT-materialen in de auto-industrie naar verwachting gestaag blijven groeien.

Momenteel worden GMT-materialen veelvuldig gebruikt in de auto-industrie, met name voor stoelframes, bumpers, instrumentenpanelen, motorkappen, accuhouders, pedalen, voorbumpers, vloeren, spatborden, achterdeuren, daken, bagagecomponenten zoals beugels, zonnekleppen, reservewielhouders, enz.

1) Zitframe
Het ontwerp van de rugleuning van de tweede zitrij in de Ford Mustang uit 2015 (zie afbeelding hieronder) is vervaardigd met behulp van compressievormen. Dit ontwerp is gemaakt door Tier 1-leverancier/verwerker Continental Structural Plastics, die gebruikmaakt van Hanwha L&C's 45% unidirectionele glasvezelversterkte thermoplastische mallen voor composietmaterialen (GMT) en Century Tool & Gage, voor compressievormen. Het voldoet met succes aan de zeer strenge Europese veiligheidsvoorschriften ECE voor het dragen van bagage.

Het onderdeel vereiste meer dan 100 FEA-iteraties om te voltooien, waardoor vijf onderdelen uit het eerdere ontwerp van de stalen constructie werden geëlimineerd. Bovendien bespaart het 3,1 kilogram per voertuig dankzij een dunnere constructie, die ook gemakkelijker te installeren is.

2) Achterste antibotsingsbalk
De botsbeschermingsbalk aan de achterzijde van de nieuwe Hyundai Tucson (zie afbeelding hieronder) uit 2015 is gemaakt van GMT-materiaal. In vergelijking met staal is dit materiaal lichter en heeft het betere schokabsorberende eigenschappen. Het vermindert het voertuiggewicht en het brandstofverbruik, terwijl de veiligheid gewaarborgd blijft.

3) Front-end module
Mercedes-Benz heeft gekozen voor Quadrant Plastic Composites GMTexTM vezelversterkte thermoplastische composieten als elementen voor de voorkant van zijn luxe coupé, de S-Klasse (zie afbeelding hieronder).

4) Onderste beschermingspaneel van de carrosserie
Quadrant PlasticComposites gebruikt hoogwaardig GMTex TM voor de bescherming van de onderkant van de motorkap van de Mercedes Off-Road Special Edition.

5) Achterklepframe
Naast de gebruikelijke voordelen van functionele integratie en gewichtsvermindering, maakt de vormbaarheid van GMT-achterklepconstructies ook productvormen mogelijk die met staal of aluminium niet haalbaar zijn. Toegepast op de Nissan Murano, Infiniti FX45 en andere modellen.

6) Dashboard-framework
GMT produceert een nieuw concept voor dashboardframes, bedoeld voor diverse modellen van de Ford Group: Volvo S40 en V50, Mazda en Ford C-Max. Deze composietmaterialen maken een breed scala aan functionele integraties mogelijk, met name door de dwarsbalken van het voertuig in de vorm van dunne stalen buizen in het frame te verwerken. In vergelijking met traditionele methoden wordt het gewicht aanzienlijk verlaagd zonder de kosten te verhogen.