Термопластик, посилений скловолокном (GMT), – це новий, енергозберігаючий, легкий композитний матеріал з термопластичною смолою як матрицею та скловолокном як армованим каркасом. Наразі це надзвичайно активний різновид композитних матеріалів у світі, який вважається одним із нових матеріалів століття.
GMT зазвичай може виробляти листові напівфабрикати. Потім його безпосередньо переробляють на виріб потрібної форми. GMT має складні конструктивні особливості, чудову ударостійкість, а також легко монтується та встановлюється. Він цінується за свою міцність і легкість, що робить його ідеальним конструкційним компонентом для заміни сталі та зменшення маси.
1. Переваги матеріалів GMT
1) Висока міцність: міцність GMT подібна до міцності виробів з поліефірного FRP ручного виготовлення, а його щільність становить 1,01-1,19 г/см³. Він менший, ніж термореактивний FRP (1,8-2,0 г/см³), тому має вищу питому міцність.
2) Легкий та енергозберігаючий: вага дверей автомобіля, виготовлених зМатеріал GMTможна зменшити з 26 кг до 15 кг, а товщину задньої частини можна зменшити, щоб збільшити простір автомобіля. Споживання енергії становить лише 60%-80% для сталевих виробів та 35%-50% для алюмінієвих виробів.
3) Порівняно з термореактивним SMC (листоутворювальним компаундом), матеріал GMT має переваги короткого циклу формування, хорошої ударної міцності, придатності для переробки та тривалого циклу зберігання.
4) Ударостійкість: здатність GMT поглинати удари у 2,5-3 рази вища, ніж у SMC. SMC, сталь та алюміній зазнали вм'ятин або тріщин під час удару, але GMT залишився неушкодженим.
5) Висока жорсткість: GMT містить тканину GF, яка може зберігати свою форму навіть за умови удару зі швидкістю 10 миль/год.
2. Застосування матеріалів GMT в автомобільній галузі
Листи GMT мають високу міцність і можуть бути виготовлені з легких компонентів. Водночас вони мають високу свободу проектування, сильне поглинання енергії зіткнення та хороші характеристики обробки. Вони широко використовуються в автомобільній промисловості з 1990-х років. Оскільки вимоги до економії палива, перероблюваності та легкості обробки продовжують зростати, ринок матеріалів GMT для автомобільної промисловості продовжуватиме стабільно зростати.
Наразі матеріали GMT широко використовуються в автомобільній промисловості, головним чином для каркасів сидінь, бамперів, панелей приладів, капотів, кронштейнів акумуляторних батарей, педалей, передніх частин, підлог, крил, задніх дверей, дахів, компонентів багажу, таких як кронштейни, сонцезахисні козирки, стійки для запасних шин тощо.
1) Каркас сидіння
Конструкцію спинки другого ряду сидінь спортивного автомобіля Ford Mustang 2015 року випуску (зображено нижче) компанії Ford Motor Company, виготовлену методом лиття під тиском, розробила компанія Continental Structural Plastics, постачальник/переробник першого рівня, з використанням термопластичних форм для композитних матеріалів (GMT) зі скловолокна, армованого на 45% однонаправленим шаром, від Hanwha L&C, та прес-форм від Century Tool & Gage. Вона успішно відповідає надзвичайно суворим європейським нормам безпеки ЄЕК щодо витримування вантажів багажу.
Для завершення цієї деталі знадобилося понад 100 ітерацій методу скінченних елементів (МСЕ), що дозволило виключити п'ять деталей з попереднього проекту сталевої конструкції. Крім того, це заощаджує 3,1 кілограма на транспортний засіб завдяки тоншій конструкції, яку також легше встановлювати.
2) Задня балка запобігання зіткненням
Противідкатна балка в задній частині нового Tucson від Hyundai (див. малюнок нижче) 2015 року виготовлена з матеріалу GMT. Порівняно зі сталевими матеріалами, цей виріб легший і має кращі амортизаційні властивості. Це зменшує вагу автомобіля та витрату палива, забезпечуючи при цьому безпечну їзду.
3) Модуль фронтенду
Компанія Mercedes-Benz обрав термопластичні композити Quadrant Plastic Composites GMTexTM, армовані тканиною, як елементи модуля передньої частини свого розкішного купе S-класу (на фото нижче).
4) Нижня захисна панель кузова
Компанія Quadrant PlasticComposites використовує високопродуктивний матеріал GMTex™ для захисту днища капота Mercedes Off-Road Special Edition.
5) Рама задніх дверей
Окрім звичайних переваг функціональної інтеграції та зменшення ваги, формуваність конструкцій задніх дверей GMT також дозволяє створювати форми виробів, які неможливо отримати зі сталі чи алюмінію. Застосовується до Nissan Murano, Infiniti FX45 та інших моделей.
6) Структура інформаційної панелі
GMT виробляє нову концепцію рамок для приладових панелей, призначених для використання в кількох моделях Ford Group: Volvo S40 та V50, Mazda та Ford C-Max. Ці композитні матеріали забезпечують широкий спектр функціональних інтеграцій. Особливо завдяки включенню поперечних балок автомобіля у вигляді тонких сталевих труб у лиття. Порівняно з традиційними методами, вага значно зменшується без збільшення вартості.
7) Тримач батареї
Час публікації: 09 січня 2024 р.
