Nyheter - Tillämpning av GMT i bilar

Glasfiberförstärkt termoplast (GMT) är ett nytt, energibesparande och lätt kompositmaterial med termoplastisk harts som matris och glasfibermatta som förstärkt skelett. Det är för närvarande en extremt aktiv kompositmaterialutvecklingsvariant i världen och betraktas som ett av århundradets nya material.

GMT kan generellt producera halvfabrikat i plåt. Det bearbetas sedan direkt till produkten med önskad form. GMT har sofistikerade designfunktioner, utmärkt slagtålighet och är enkelt att montera och lägga till. Det är uppskattat för sin styrka och lätthet, vilket gör det till en idealisk strukturkomponent för att ersätta stål och minska massan.

1. Fördelar med GMT-material

1) Hög hållfasthet: GMT har liknande hållfasthet som handlagda polyester-FRP-produkter, och dess densitet är 1,01–1,19 g/cm². Den är mindre än värmehärdande FRP (1,8–2,0 g/cm²), därför har den en högre specifik hållfasthet.

2) Lätt och energibesparande: Vikten av en bildörr gjord avGMT-materialkan minskas från 26 kg till 15 kg, och tjockleken på baksidan kan minskas för att öka utrymmet i bilarna. Energiförbrukningen är endast 60–80 % för stålprodukter och 35–50 % för aluminiumprodukter.

3) Jämfört med värmehärdande SMC (arkgjutmassa) har GMT-material fördelarna med en kort gjutcykel, god slagtålighet, återvinningsbarhet och en lång lagringscykel.

4) Stötdämpning: GMT:s förmåga att absorbera stötar är 2,5–3 gånger högre än SMC. SMC, stål och aluminium fick alla bucklor eller sprickor under stöten, men GMT förblev oskadd.

5) Hög styvhet: GMT innehåller GF-tyg, som fortfarande kan behålla sin form även vid en stöt på 10 mph.

2. Tillämpning av GMT-material inom fordonsindustrin

GMT-ark har hög hållfasthet och kan tillverkas till lättviktskomponenter. Samtidigt har de hög designfrihet, stark absorption av kollisionsenergi och god bearbetningsprestanda. Det har använts i stor utsträckning inom bilindustrin sedan 1990-talet. I takt med att kraven på bränsleekonomi, återvinningsbarhet och enkel bearbetning fortsätter att öka, kommer marknaden för GMT-material för bilindustrin att fortsätta växa stadigt.

För närvarande används GMT-material i stor utsträckning inom bilindustrin, främst för sätesramar, stötfångare, instrumentpaneler, motorhuvar, batterifästen, fotpedaler, frontdelar, golv, skärmar, bakdörrar, tak, bagagekomponenter som fästen, solskydd, reservdäckshållare etc.

1) Sittram
Den formpressade designen för ryggstödet i andra sätesraden på Ford Motor Companys sportbil Ford Mustang från 2015 (bilden nedan) designades av Tier 1-leverantören/konverteraren Continental Structural Plastics med Hanwha L&C:s 45 % enriktade glasfiberförstärkta glasfibermattor i termoplastformar för kompositmaterial (GMT) och Century Tool & Gage formpressning. Den uppfyller framgångsrikt de extremt krävande europeiska säkerhetsföreskrifterna ECE för bagagehantering.

Delen krävde mer än 100 FEA-iterationer för att färdigställas, vilket eliminerade fem delar från den tidigare stålkonstruktionsdesignen. Och det sparar 3,1 kilogram per fordon i en tunnare struktur, som också är enklare att installera.

2) Bakre kollisionsskyddsbalk
Antikollisionsbalken baktill på Hyundais nya Tucson (se bilden nedan) från 2015 är tillverkad av GMT-material. Jämfört med stålmaterial är produkten lättare och har bättre dämpningsegenskaper. Den minskar fordonets vikt och bränsleförbrukning samtidigt som den säkerställer säkra prestanda.

3) Frontend-modul
Mercedes-Benz har valt Quadrant Plastic Composites GMTexTM tygförstärkta termoplastkompositer som modulelement i fronten i sin lyxcoupé S-Klass (bilden nedan).

4) Nedre skyddspanel för karosseri
Quadrant PlasticComposites använder högpresterande GMTex™ för skydd av undersidan av motorhuven till Mercedes Off-Road Special Edition.

5) Bakluckans ram
Förutom de vanliga fördelarna med funktionell integration och viktminskning, möjliggör formbarheten hos GMT-bakluckans strukturer även produktformer som inte är möjliga med stål eller aluminium. Tillämpat på Nissan Murano, Infiniti FX45 och andra modeller.

6) Instrumentpanelens ramverk
GMT tillverkar det nya konceptet med instrumentpanelsramar avsedda för användning på flera Ford-modeller: Volvo S40 och V50, Mazda och Ford C-Max. Dessa kompositer möjliggör ett brett utbud av funktionella integrationer. Särskilt genom att integrera fordonets tvärbalkar i form av tunna stålrör i gjutningen. Jämfört med traditionella metoder minskas vikten avsevärt utan att öka kostnaden.