Termoplastika, ojačana s steklenimi vlakni (GMT), je nov, energetsko varčen in lahek kompozitni material s termoplastično smolo kot matrico in steklenimi vlakni kot ojačanim ogrodjem. Trenutno je na svetu izjemno aktivna vrsta kompozitnih materialov in velja za enega novih materialov stoletja.
GMT lahko na splošno proizvaja pločevinaste polizdelke. Nato se neposredno predela v izdelek želene oblike. GMT ima dovršene oblikovne značilnosti, odlično odpornost proti udarcem ter je enostaven za sestavljanje in dodajanje. Cenjen je zaradi svoje trdnosti in lahkotnosti, zaradi česar je idealen konstrukcijski element za zamenjavo jekla in zmanjšanje mase.
1. Prednosti materialov GMT
1) Visoka trdnost: Trdnost GMT je podobna trdnosti ročno položenih poliestrskih FRP izdelkov, njegova gostota pa je 1,01–1,19 g/cm3. Je manjši od termoreaktivnega FRP (1,8–2,0 g/cm3), zato ima večjo specifično trdnost.
2) Lahka in energetsko varčna: Teža avtomobilskih vrat, izdelanih izGMT materialse lahko zmanjša z 26 kg na 15 kg, debelina hrbtne strani pa se lahko zmanjša za povečanje prostora v avtomobilu. Poraba energije je le 60 %–80 % pri jeklenih izdelkih in 35 %–50 % pri aluminijastih izdelkih.
3) V primerjavi s termoreaktivnim SMC (plast za brizganje plošč) ima material GMT prednosti kratkega cikla brizganja, dobre udarne odpornosti, možnosti recikliranja in dolgega cikla skladiščenja.
4) Odpornost na udarce: Zmožnost GMT za absorpcijo udarcev je 2,5–3-krat večja kot pri SMC. SMC, jeklo in aluminij so ob udarcu utrpeli vdolbine ali razpoke, GMT pa je ostal nepoškodovan.
5) Visoka togost: GMT vsebuje tkanino GF, ki lahko ohrani svojo obliko tudi pri udarcu s hitrostjo 16 km/h.
2. Uporaba materialov GMT v avtomobilski industriji
GMT plošče imajo visoko trdnost in jih je mogoče izdelati v lahke komponente. Hkrati imajo veliko svobodo oblikovanja, močno absorpcijo energije trka in dobro obdelovalnost. V avtomobilski industriji se pogosto uporabljajo že od devetdesetih let prejšnjega stoletja. Ker se zahteve glede porabe goriva, recikliranja in enostavnosti obdelave še naprej povečujejo, bo trg GMT materialov za avtomobilsko industrijo še naprej vztrajno rasel.
Trenutno se materiali GMT pogosto uporabljajo v avtomobilski industriji, predvsem za okvirje sedežev, odbijače, armaturne plošče, pokrove motorjev, nosilce akumulatorjev, pedale, sprednje dele, tla, blatnike, zadnja vrata, strehe, komponente prtljage, kot so nosilci, senčniki, nosilci za rezervne pnevmatike itd.
1) Okvir sedeža
Kompresijsko oblikovano zasnovo naslonjala sedežev druge vrste na športnem avtomobilu Ford Mustang 2015 (na sliki spodaj) podjetja Ford Motor Company je zasnoval dobavitelj/predelovalec prvega reda, Continental Structural Plastics, z uporabo termoplastičnih kalupov iz 45-odstotno enosmernih steklenih vlaken, ojačanih s steklenimi vlakni, za kompozitne materiale (GMT) podjetja Hanwha L&C in kompresijskega oblikovanja podjetja Century Tool & Gage. Uspešno izpolnjuje izjemno zahtevne evropske varnostne predpise ECE za vzdrževanje nosilnosti prtljage.
Za dokončanje dela je bilo potrebnih več kot 100 iteracij metode končnih elementov (FEA), s čimer je bilo iz prejšnje zasnove jeklene konstrukcije odstranjenih pet delov. Poleg tega se s tanjšo konstrukcijo, ki jo je tudi lažje namestiti, prihrani 3,1 kilograma na vozilo.
2) Zadnji žaromet proti trčenju
Zaščitna prečka proti trčenju na zadnjem delu novega Hyundaijevega Tucsona (glej sliko spodaj) iz leta 2015 je izdelana iz materiala GMT. V primerjavi z jeklenimi materiali je izdelek lažji in ima boljše blažilne lastnosti. Zmanjšuje težo vozila in porabo goriva, hkrati pa zagotavlja varno delovanje.
3) Modul sprednjega dela
Mercedes-Benz je v svojem luksuznem kupeju razreda S (na sliki spodaj) za modularne elemente sprednjega dela izbral s tkanino ojačane termoplastične kompozite Quadrant Plastic Composites GMTexTM.
4) Spodnja zaščitna plošča karoserije
Quadrant PlasticComposites uporablja visokozmogljivo GMTex™ za zaščito podvozja motorja pri Mercedes Off-Road Special Edition.
5) Okvir prtljažnih vrat
Poleg običajnih prednosti funkcionalne integracije in zmanjšanja teže omogoča oblikovnost konstrukcij prtljažnih vrat GMT tudi oblike izdelkov, ki jih pri jeklu ali aluminiju ni mogoče doseči. Uporablja se za Nissan Murano, Infiniti FX45 in druge modele.
6) Okvir nadzorne plošče
GMT izdeluje nov koncept okvirjev armaturnih plošč, namenjenih za uporabo v več modelih skupine Ford: Volvo S40 in V50, Mazda in Ford C-Max. Ti kompoziti omogočajo široko paleto funkcionalnih integracij. Še posebej z vgradnjo prečnih nosilcev vozila v obliki tankih jeklenih cevi v kalup. V primerjavi s tradicionalnimi metodami se teža znatno zmanjša brez povečanja stroškov.
7) Držalo za baterije
Čas objave: 9. januar 2024
