Vật liệu composite nhựa nhiệt dẻo gia cường bằng sợi thủy tinh (GMT) là một loại vật liệu composite mới, tiết kiệm năng lượng, trọng lượng nhẹ, với nhựa nhiệt dẻo làm chất nền và sợi thủy tinh làm khung gia cường. Hiện nay, đây là một loại vật liệu composite đang được phát triển rất tích cực trên thế giới và được coi là một trong những vật liệu mới của thế kỷ.
Tấm GMT thường có thể sản xuất các sản phẩm bán thành phẩm dạng tấm. Sau đó, chúng được gia công trực tiếp thành sản phẩm có hình dạng mong muốn. Tấm GMT có các đặc điểm thiết kế tinh tế, khả năng chống va đập tuyệt vời, dễ lắp ráp và bổ sung. Nó được đánh giá cao về độ bền và trọng lượng nhẹ, làm cho nó trở thành một cấu kiện kết cấu lý tưởng để thay thế thép và giảm khối lượng.
1. Ưu điểm của vật liệu GMT
1) Độ bền cao: Độ bền của GMT tương đương với các sản phẩm FRP polyester được thi công thủ công, và mật độ của nó là 1,01-1,19g/cm³. Mật độ này nhỏ hơn so với FRP nhiệt rắn (1,8-2,0g/cm³), do đó, nó có độ bền riêng cao hơn.
2) Nhẹ và tiết kiệm năng lượng: Trọng lượng của cửa xe làm bằng vật liệu...Vật liệu GMTTrọng lượng có thể giảm từ 26 kg xuống còn 15 kg, và độ dày của mặt sau cũng có thể giảm để tăng không gian trong xe. Mức tiêu thụ năng lượng chỉ bằng 60%-80% so với sản phẩm thép và 35%-50% so với sản phẩm nhôm.
3) So với SMC (hợp chất đúc tấm) nhiệt rắn, vật liệu GMT có ưu điểm là chu kỳ đúc ngắn, khả năng chịu va đập tốt, có thể tái chế và chu kỳ lưu trữ dài.
4) Khả năng chịu va đập: Khả năng hấp thụ sốc của GMT cao hơn SMC từ 2,5 đến 3 lần. SMC, thép và nhôm đều bị móp hoặc nứt khi va đập, nhưng GMT vẫn không hề hấn gì.
5) Độ cứng cao: GMT sử dụng vải GF, có khả năng giữ nguyên hình dạng ngay cả khi chịu tác động ở tốc độ 10 dặm/giờ.
2. Ứng dụng vật liệu GMT trong lĩnh vực ô tô
Tấm GMT có độ bền cao và có thể được chế tạo thành các bộ phận nhẹ. Đồng thời, nó có tính linh hoạt cao trong thiết kế, khả năng hấp thụ năng lượng va chạm mạnh và hiệu suất gia công tốt. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô từ những năm 1990. Khi các yêu cầu về tiết kiệm nhiên liệu, khả năng tái chế và dễ gia công ngày càng tăng, thị trường vật liệu GMT cho ngành công nghiệp ô tô sẽ tiếp tục tăng trưởng ổn định.
Hiện nay, vật liệu GMT được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô, chủ yếu bao gồm khung ghế, cản trước, bảng điều khiển, nắp ca-pô, giá đỡ ắc quy, bàn đạp chân, phần đầu xe, sàn xe, chắn bùn, cửa sau, mái xe, các bộ phận hành lý như giá đỡ, tấm che nắng, giá để lốp dự phòng, v.v.
1) Khung ghế
Thiết kế tựa lưng hàng ghế thứ hai được đúc nén trên xe thể thao Ford Mustang 2015 của Ford Motor Company (hình dưới) được thiết kế bởi nhà cung cấp/gia công cấp 1 Continental Structural Plastics sử dụng nhựa nhiệt dẻo sợi thủy tinh gia cường một chiều 45% của Hanwha L&C (GMT) và Century Tool & Gage, phương pháp đúc nén. Thiết kế này đáp ứng thành công các quy định an toàn ECE cực kỳ khắt khe của châu Âu về khả năng chịu tải hành lý.
Chi tiết này đòi hỏi hơn 100 lần lặp FEA để hoàn thiện, loại bỏ năm chi tiết khỏi thiết kế kết cấu thép trước đó. Và nó giúp tiết kiệm 3,1 kg mỗi xe nhờ kết cấu mỏng hơn, đồng thời cũng dễ lắp đặt hơn.
2) Thanh chống va chạm phía sau
Thanh chống va chạm phía sau của Hyundai Tucson mới (xem hình bên dưới) năm 2015 được làm từ vật liệu GMT. So với vật liệu thép, sản phẩm này nhẹ hơn và có khả năng giảm chấn tốt hơn. Nó giúp giảm trọng lượng xe và mức tiêu thụ nhiên liệu trong khi vẫn đảm bảo an toàn.
3) Mô-đun giao diện người dùng
Mercedes-Benz đã lựa chọn vật liệu composite nhiệt dẻo gia cường bằng vải GMTex™ của Quadrant Plastic Composites làm các bộ phận mô-đun phía trước cho dòng xe coupe hạng sang S-Class (hình dưới).
4) Tấm bảo vệ thân xe phía dưới
Quadrant PlasticComposites sử dụng vật liệu GMTex™ hiệu suất cao để bảo vệ phần gầm xe và nắp ca-pô cho phiên bản đặc biệt Mercedes Off-Road.
5) Khung cửa sau
Ngoài những ưu điểm thông thường về tích hợp chức năng và giảm trọng lượng, khả năng định hình của cấu trúc cửa hậu GMT còn cho phép tạo ra các sản phẩm có hình dạng không thể thực hiện được với thép hoặc nhôm. Được ứng dụng trên Nissan Murano, Infiniti FX45 và các mẫu xe khác.
6) Khung bảng điều khiển
GMT sản xuất khung táp-lô theo concept mới, được thiết kế cho một số mẫu xe thuộc tập đoàn Ford: Volvo S40 và V50, Mazda và Ford C-Max. Vật liệu composite này cho phép tích hợp nhiều chức năng khác nhau, đặc biệt là bằng cách kết hợp các thanh ngang của xe dưới dạng ống thép mỏng vào khuôn đúc. So với các phương pháp truyền thống, trọng lượng được giảm đáng kể mà không làm tăng chi phí.
7) Giá đỡ pin
Thời gian đăng bài: 09/01/2024
