خلف الكواليس مع سرير البيك أب المصنوع من ألياف الكربون من جي إم سي

لم تتغير أسرة الشاحنات الصغيرة كثيرًا خلال المائة عام الماضية. كانت تُصنع من الخشب، ولكن بحلول ستينيات القرن الماضي، اتجهت شركات صناعة السيارات إلى استخدام أسرة فولاذية بالكامل لمعظم الشاحنات. الفولاذ قوي بما يكفي لعقود من الاستخدام، لكنه ثقيل أيضًا. بالإضافة إلى ذلك، يتعرض الفولاذ للخدش والخدوش إذا كنت تستخدم شاحنة صغيرة للقيام بعمل جاد. أدت هذه الحقيقة إلى ظهور صناعة بطانة السرير، باستخدام إدخالات وطلاءات من البلاستيك أو اليوريثان لحماية الفولاذ من التلف.

بدأت الأمور تتغير منذ بضع سنوات. لتوفير الوزن، بدأت هوندا باستخدام طبقة بوليمر مركبة معززة بالفولاذ في ريدجلاين في عام 2006. استخدمت فورد سريرًا مصنوعًا بالكامل من الألومنيوم لطائرة F-150 في عام 2015، لكن هذه المادة تطرح تحديات لأنها أسهل في الانبعاج والثقب من البلاستيك، كما أن إصلاحها أكثر صعوبة. ومع ذلك، فإن توفير الوزن ضروري للغاية لمواكبة طلبات المستهلكين لتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود.

جي إم سي تختار ألياف الكربون

أول شيء يجب معرفته عن أ سرير من ألياف الكربون هو أن هناك أكثر من نوع واحد من ألياف الكربون. عندما يفكر معظم الناس في هذه المادة، فإنهم يتصورون نسيجًا جميلاً من ألياف الكربون المنسوج ومغطى بالبلاستيك الشفاف. هذه هي الأشياء التي يتم تشكيلها في أجزاء خفيفة الوزن للغاية السيارات الرياضية والسباقات، لكنها هشة وبالتأكيد ليست مناسبة لسرير شاحنة صغيرة. لكي تصنع سريرًا قويًا بما يكفي لتحمل الإساءات التي تحدث للشاحنات الصغيرة العاملة، فأنت بحاجة إلى مواد مختلفة.

وقال مارك فوس، مدير المجموعة الهندسية في جي إم سي: "هناك الكثير من الأسئلة التي تصلني وهي أن ألياف الكربون تنكسر". "ترى سيارات السباق تصطدم بالحائط وتتحطم وتتطاير. إنها مادة أكثر متانة أو ليونة، لذا فهي تتمتع بصلابة أعلى بكثير. بشكل أساسي حوالي ضعفي صلابة المركب التقليدي.

ما توصل إليه فوس وفريقه كان عبارة عن مزيج من البلاستيك القوي المقوى بمصفوفة عشوائية بطول 1 بوصة من خيوط ألياف الكربون الفردية. ونظرًا لأن الألياف متناثرة في جميع أنحاء البلاستيك بشكل كثيف وعشوائي، يتم تقوية المادة في كل اتجاه. من السهل كسر قماش ألياف الكربون الجميل الذي تراه في السيارات الرياضية على طول خطوط النسيج. هذا مهم، ولكن هناك ما هو أكثر من ذلك. البلاستيك المستخدم في تشكيل سرير جي إم سي هو نوع مختلف من البوليمر.

اللدائن الحرارية مقابل. التصلد بالحرارة

معظم البوليمرات المستخدمة لإنتاج ألياف الكربون هي بالحرارة. ببساطة، قم بخبزها مثل البسكويت حتى يتصلب البلاستيك. وبمجرد أن تصلب، فإنها لا يمكن أن تصبح لينة مرة أخرى. ومع ذلك، يمكن أن تكون المواد البلاستيكية المتصلدة بالحرارة هشة. تعمل هذه المواد البلاستيكية بشكل جيد جدًا مع الأغطية والأسقف وأي جزء لا تخطط للتغلب عليه ولكنه لن يكون مناسبًا لسرير الشاحنة.

اختارت جي إم سي أ لدن بالحرارة المواد اللازمة لسرير CarbonPro. يمكن تسخين هذا البلاستيك وإعادة تشكيله مرارًا وتكرارًا. نظرًا لأن مادة اللدائن الحرارية ليست هشة، فهي شديدة المقاومة لسوء الاستخدام. إذا كنت تتساءل عما إذا كان سوف يذوب، فلا تقلق. يجب عليك تسخين هذه المادة بدرجة حرارة أعلى من 572 درجة فهرنهايت لجعلها طرية.

وأوضح فوس أن "اللدائن الحرارية تشبه الشمعة". "أستطيع أن آخذ شمعة، وأذيبها، وأبردها، وفي جوهر الأمر يمكنني أن أصنع شمعة جديدة تمامًا من تلك الشمعة القديمة الموجودة. لا يزال يعمل بنفس الطريقة، ولا يزال يعمل بنفس الطريقة، ولكنه في شكل مختلف تمامًا. لذلك يمكن إعادة استخدام CarbonPro بالفعل دون فقدان أداء المواد بشكل كبير.

ربط قطع متعددة

يتكون صندوق CarbonPro من عدة قطع مختلفة تم ربطها معًا بمادة لاصقة صناعية. ويكون الغراء اللاصق بنفس قوة المادة المحيطة به على الأقل، ويقوم فريق جي إم سي بإجراء اختبارات مكثفة للتأكد من قوة الروابط. مرة أخرى، يتعلق الأمر بالبلاستيك.

أعلن فوس: "لدينا تاريخ طويل مع كورفيت". "نحن نعرف كيفية تنفيذ تقنيات الربط اللاصق بشكل جيد للغاية في العملية، ولكن البلاستيك الحراري يتيح طرق ربط بديلة. يمكنني لحامه صوتيًا باستخدام اللحام الاهتزازي. دع عقلك يتدفق قليلاً، إلى ما يمكن أن يؤدي إليه ذلك.

كل يوم، يقوم فريق الإنتاج بسحب سرير CarbonPro من خط الإنتاج ويمزقه لاختبار الروابط. يتعين عليهم استخدام المطارق وقضبان النقب لكسر كل شبر من الروابط اللاصقة. باختصار، لن يتفكك ما لم تعمل حقًا على كسره.

استخدم كل بت

تم تشكيل الأجزاء المختلفة من السرير بشكل فردي من صفائح من المواد البلاستيكية الحرارية. ثم تمر الأوراق عبر الفرن لتصل إلى درجة الحرارة وبعد ذلك يتم ضغطها في قوالب عملاقة. عندما تبرد المادة، تصبح جاهزة للتشذيب والربط.

كما هو الحال مع أي عملية ختم أو تصنيع، هناك دائمًا بعض المواد المتبقية. ولكن مع المركب البلاستيكي الحراري، ليست هناك حاجة لإضاعة أي منه.

وقال فوس: "ROFT هو اسمنا الذي نطلق عليه اسم المواد المعاد تدويرها". "إنهم يأخذون المادة، ويمزقونها، ويسخنونها، ثم يعيدون تشكيلها. إنه بهذه السرعة. إنه غير مكلف إلى هذا الحد. إنها عملية فعالة للغاية. على المدى الطويل، هدف هذا الفريق هو استخدام أو إعادة استخدام 100% من الألياف الموجودة في صندوق الالتقاط.

اجعلها صعبة

بعد دخول شركة فورد في مجال الأسِرَّة المصنوعة من الألومنيوم، اختار معظم مصنعي الشاحنات القيام بذلك عصا مع الصلب. يتمتع المستهلكون بالذكاء في التشكيك، ويعتبر مشترو جي إم سي من بين أكثر المشترين تطلبًا عندما يتعلق الأمر بالجودة والمتانة نظرًا للطبيعة التجارية لشاحناتهم.

قال فوس: "كان علينا أن نبدأ من المربع الأول". "كل جانب من جوانب هذا، سواء كان ذلك الاستقرار للأشعة فوق البنفسجية، أو حساسية درجة الحرارة، كان علينا اختبار كل شيء. لقد خضعنا لاختبارات مكثفة لضمان أداء هذا الصندوق في جميع الظروف الجوية. الصورة ناقص 30 درجة. نريد أن نتأكد من أن الأشخاص الذين يعملون في ألاسكا والذين يعملون على خط الأنابيب لن يواجهوا أي مشاكل. ما يصل إلى 176 درجة فهرنهايت، لذا فإن الرجال في صحراء أريزونا سيحصلون على نفس الأداء. لقد اختبرنا التأثيرات وكل جانب من جوانب هذا الصندوق يعمل في هذا النطاق المناخي الواسع. في الواقع، وضعنا مولدًا على اللوحة الجانبية مباشرةً، وقمنا بتشغيله حتى عاد إلى درجة حرارة الحالة الثابتة، وقمنا بتحريك المولد بعيدًا وضربنا اللوحة بالمطارق. لم يفعل أي شيء للصندوق على الإطلاق."

وشملت الاختبارات أيضًا الاعتداء الجسدي الذي يهدف إلى جعل أصحاب الشاحنات يبكون. أسقطت جي إم سي كتلًا من الطوب، وأحمالًا من الحصى يبلغ وزنها 1800 رطلًا، وبراميل فولاذية مملوءة بالماء بوزن 450 رطلًا على السرير.

وقال فوس: "لقد قمنا بتحسين أداء التأثير بمقدار ست مرات باستخدام هندسة CarbonPro". "يمكن وضع طاقة أكبر بستة أضعاف في هذا السرير دون حدوث ضرر مقارنة بالصندوق الفولاذي. إسقاط أشياء مثل صناديق الأدوات من جانب الشاحنة، وأشياء من هذا القبيل. ست مرات أكثر متانة لهذا الصندوق.

إنها أكثر من مجرد التأثيرات ودرجات الحرارة. كان على سرير CarbonPro أن يتحمل الانسكابات الكيميائية أيضًا.

وأوضح فوس: "إن ألياف الكربون قابلة للتآكل للغاية عندما تكون في وجود معادن أخرى". "كان على الفريق القيام بالكثير من العمل لهندسة وتصميم التنفيذ بحيث لا يوجد تآكل كلفاني في هذا الصندوق. لقد مررنا بـ 1200 مادة كيميائية مختلفة للتأكد من أن جميع هذه التطبيقات والاستخدامات المختلفة لن تؤدي إلى تدهور ألياف الكربون بصريًا، ولن تؤثر على الأداء هيكليًا. لقد قمنا بكل هذه الخطوات لضمان حصول عملائنا على حياة كاملة من سيارتهم.

كيفية شراء سرير CarbonPro

وتتوقع جي إم سي أن يكون الطلب على سرير CarbonPro أعلى من الطاقة الإنتاجية الحالية، لذلك سيكون متاحًا على أساس محدود لعام 2019. ال إصدار سييرا كاربون برو سيكون متوفراً في سييرا دينالي 1500 وسييرا AT4 1500 لعام 2019. سيكون CarbonPro متاحًا بكميات أكبر في كلا الطرازين لعام 2020. يبدأ إنتاج شاحنات CarbonPro في شهر يونيو، وتتوفر الشاحنات في الوكلاء بحلول فصل الصيف. لم تعلن GMC عن الأسعار، لكن لا تتوقع أن يكون خيارًا رخيصًا.

توصيات المحررين

• لقد وظفت جي إم سي كل خبرتها في صناعة الشاحنات في سيارة البيك أب سييرا EV