Зад кулисите с леглото за пикап от въглеродни влакна на GMC

Леглата за пикапи не са се променили много през последните 100 години. Преди са били изработени от дърво, но през 60-те години на миналия век автомобилните производители са преминали към изцяло стоманени легла за повечето камиони. Стоманата е достатъчно здрава за десетилетия употреба, но е и тежка. Освен това стоманата се надрасква и вдлъбва, ако използвате пикап за сериозна работа. Този факт породи индустрията за спално бельо с пластмасови или уретанови вложки и покрития за защита на стоманата от повреда.

Нещата започнаха да се променят преди няколко години. За да спести тегло, Honda започна да използва подсилено със стомана композитно полимерно легло в Ridgeline през 2006 г. Ford се спря на изцяло алуминиево легло за F-150 през 2015 г., но този материал създава предизвикателства, защото е по-лесен за вдлъбнатина и пробиване от пластмасата и е по-труден за ремонт. Въпреки това, спестяването на тегло е абсолютно необходимо, за да се отговори на изискванията на потребителите за подобрена икономия на гориво.

GMC избира въглеродни влакна

Първото нещо, което трябва да знаете за a легло от въглеродни влакна е, че има повече от един вид въглеродни влакна. Когато повечето хора мислят за този материал, те си представят красива тъкан от въглеродни влакна, обвита в прозрачна пластмаса. Това са нещата, които се формоват в ултра леки части спортни и състезателни коли, но е крехък и със сигурност не е подходящ за легло на пикап. За да направите легло, което е достатъчно здраво за злоупотребите, които се случват с работещи пикапи, имате нужда от различен материал.

„Много въпроси, които получавам, са, че въглеродните влакна се счупват“, каза Марк Вос, мениджър на инженерната група на GMC. „Виждате как състезателни коли се удрят в стената и се разбиват и се разлитат. Това е по-издръжлив или пластичен материал, така че има много по-висока издръжливост. По същество около два пъти по-здрава от традиционен композит.“

Това, което Вос и неговият екип измислиха, беше смес от здрава пластмаса, подсилена с произволна матрица от 1-инчови дължини на отделни нишки от въглеродни влакна. Тъй като влакната са разпръснати из пластмасата плътно и произволно, материалът е подсилен във всяка посока. Красивият плат от въглеродни влакна, който виждате на спортните автомобили, е по-лесен за разкъсване по линиите на тъкането. Това е важно, но има нещо повече от това. Пластмасата, използвана за формоване на леглото на GMC, е различен вид полимер.

Термопластичен vs. Термореактивни

Повечето полимери, използвани за производство на въглеродни влакна, са термореактивни. Просто казано, печете ги като бисквитка, за да накарате пластмасата да се втвърди. След като се втвърдят, те никога повече не могат да омекнат. Въпреки това, термореактивните пластмаси могат да бъдат крехки. Тези пластмаси работят много добре за качулки и покриви и всяка част, която не планирате да удряте, но не би била подходяща за легло на камион.

GMC избра a термопластични материал за леглото CarbonPro. Тази пластмаса може да се нагрява и преформова отново и отново. Тъй като термопластичният материал не е чуплив, той е много устойчив на злоупотреба. Ако се чудите дали ще се разтопи, не се притеснявайте. Трябва да загреете това нещо до по-висока от 572 градуса по Фаренхайт, за да стане меко.

„Термопластмасата е като свещ“, обясни Вос. „Мога да взема свещ, да я разтопя, да я охладя и по същество мога да създам напълно нова свещ от тази стара, съществуваща свещ. Все още работи по същия начин, все още функционира по същия начин, просто е в напълно различна форма. Така че CarbonPro всъщност може да се използва повторно, без да се губи значителна производителност на материала.“

Залепване на множество части

Кутията CarbonPro е направена от няколко различни части, които са залепени заедно с индустриално лепило. Адхезивното лепило е поне толкова силно, колкото заобикалящия го материал, а екипът на GMC извършва обширни тестове, за да се увери, че връзките са здрави. Отново се свежда до пластмасата.

„Имаме дълга история с Corvette“, заяви Вос. „Ние знаем как да използваме техники за свързване с лепило много добре в процеса, но термичната пластмаса позволява алтернативни методи за свързване. Мога да го заваря звуково, с вибрационна заварка. Оставете ума си да тече малко, до какво може да доведе това.

Всеки ден производственият екип изважда едно легло CarbonPro от линията и го разкъсва, за да тества връзките. Те трябва да използват чукове и лостове, за да счупят всеки инч от лепилните връзки. Накратко, няма да се разпадне, освен ако наистина не работите, за да го счупите.

Използвайте всеки бит

Различните части на леглото са индивидуално формовани от листове от термопластичен материал. След това листовете преминават през пещ, за да се загреят до температура, след което се пресоват в гигантски форми. Когато материалът се охлади, той е готов за подрязване и залепване.

Както при всеки процес на щамповане и производство, винаги има останал материал. Но с термопластичния композит няма нужда да губите нищо от него.

„ROFT е нашето име, което наричаме рециклиран материал“, каза Вос. „Те вземат материала, нарязват го, нагряват го и на практика го преформатират. Толкова е бързо. Това е толкова евтино. Това е много ефективен процес. В дългосрочен план целта на този екип е да използва или да използва повторно 100% от влакното в кутията за пикап.“

Направи го трудно

След набега на Ford в алуминиевите легла, повечето производители на камиони избраха пръчка със стомана. Потребителите са умни да бъдат скептични, а купувачите на GMC са сред най-взискателните, що се отнася до качеството и издръжливостта предвид търговския характер на техните камиони.

„Трябваше да започнем от начало“, каза Вос. „Всеки аспект от това, независимо дали е UV стабилност, температурна чувствителност, трябваше да тестваме всичко. Преминахме през обширни тестове, за да гарантираме, че тази кутия работи при всякакви метеорологични условия. Снимка минус 30 градуса. Искаме да сме сигурни, че момчетата, които работят в Аляска и работят по тръбопровода, няма да имат проблеми. До 176 градуса по Фаренхайт, така че момчетата в пустинята на Аризона да имат същото представяне. Тествахме въздействието и всеки аспект на тази кутия, работещ в този широк климатичен диапазон. Всъщност поставихме генератор точно до страничния панел, пуснахме го, докато отново достигне постоянна температура, преместихме генератора и ударихме панела с чукове. Това не направи нищо на кутията.

Тестването включваше и физическо насилие, предназначено да разплаче собствениците на камиони. GMC изхвърли шлакови блокове, товари от 1800 паунда чакъл и пълни с вода стоманени варели от 450 паунда върху леглото.

„Подобрихме ефективността на удара шест пъти с геометрията на CarbonPro“, каза Вос. „Шест пъти повече енергия може да се постави в това легло без повреда в сравнение със стоманената кутия. Пускане на неща като кутии с инструменти отстрани на камиона, такива неща. Шест пъти повече здравина за тази кутия.“

Това обаче е повече от удари и температури. Леглото CarbonPro трябваше да оцелее и при химически разливи.

„Въглеродните влакна са много корозивни, когато са в присъствието на други метали“, обясни Вос. „Екипът трябваше да свърши много работа, за да проектира и проектира изпълнението, така че галваничната корозия да не съществува в тази кутия. Преминахме през 1200 различни химикала, за да гарантираме, че всички тези различни приложения и употреби няма да влошат визуално въглеродните влакна и няма да повлияят структурно на производителността. Преминахме през всички тези стъпки, за да гарантираме, че нашите клиенти получават пълноценен живот от своя автомобил.“

Как да закупите легло CarbonPro

GMC очаква търсенето на леглото CarbonPro да бъде по-високо от текущия производствен капацитет, така че то ще бъде достъпно на ограничена основа за 2019 г. The Sierra CarbonPro Edition ще се предлага за 2019 Sierra Denali 1500 и Sierra AT4 1500. CarbonPro ще се предлага в по-голямо количество и за двете версии за моделната година 2020. Производството на камиони CarbonPro започва през юни, като камионите са налични в представителствата до лятото. GMC не е обявила цените, но не очаквайте това да е евтин вариант.

Препоръки на редакторите

• GMC вложи целия си опит в производството на камиони в пикапа Sierra EV