Dans les coulisses de la caisse de camionnette en fibre de carbone de GMC

Les caisses des camionnettes n’ont pas beaucoup changé au cours des 100 dernières années. Ils étaient autrefois fabriqués en bois, mais dans les années 1960, les constructeurs automobiles avaient opté pour des plates-formes entièrement en acier pour la plupart des camions. L’acier est suffisamment résistant pour des décennies d’utilisation, mais il est aussi lourd. De plus, l’acier est rayé et bosselé si vous utilisez une camionnette pour des travaux sérieux. C'est ce qui a donné naissance à l'industrie des revêtements de caisse, avec des inserts et des revêtements en plastique ou en uréthane pour protéger l'acier des dommages.

Les choses ont commencé à changer il y a quelques années. Pour gagner du poids, Honda a commencé à utiliser un lit en polymère composite renforcé d'acier dans le Ridgeline en 2006. Ford a opté pour une caisse entièrement en aluminium pour le F-150 en 2015, mais ce matériau pose des problèmes car il est plus facile à bosseler et à percer que le plastique, et il est plus difficile à réparer. Toutefois, les gains de poids sont absolument nécessaires pour répondre aux demandes des consommateurs en matière d'économie de carburant.

GMC choisit la fibre de carbone

La première chose à savoir sur un lit en fibre de carbone c’est qu’il existe plus d’un type de fibre de carbone. Lorsque la plupart des gens pensent à ce matériau, ils imaginent un magnifique tissu en fibre de carbone tissé enveloppé dans du plastique transparent. C'est ce qui est moulé en pièces ultra-légères pour voitures de sport et de course, mais il est fragile et ne convient certainement pas à une caisse de camionnette. Pour fabriquer un lit suffisamment résistant pour résister aux abus causés aux camionnettes en état de marche, vous avez besoin d'un matériau différent.

"Beaucoup de questions que je reçois portent sur la rupture des fibres de carbone", a déclaré Mark Voss, directeur du groupe d'ingénierie de GMC. « Vous voyez des voitures de course heurter le mur, elles se brisent et s'envolent. Il s’agit d’un matériau plus durable ou ductile, il a donc une ténacité beaucoup plus élevée. En gros, environ deux fois la ténacité d’un composite traditionnel.

Voss et son équipe ont mis au point un mélange de plastique résistant renforcé par une matrice aléatoire de brins individuels de fibre de carbone de 1 pouce de longueur. Étant donné que les fibres sont dispersées de manière épaisse et aléatoire dans le plastique, le matériau est renforcé dans toutes les directions. Le magnifique tissu en fibre de carbone que vous voyez sur les voitures de sport est plus facile à briser selon les lignes du tissage. C’est important, mais il y a bien plus que cela. Le plastique utilisé pour mouler le lit GMC est un autre type de polymère.

Thermoplastique vs. Thermodurcissable

La plupart des polymères utilisés pour la production de fibres de carbone sont thermodurcissable. En termes simples, vous les faites cuire comme un biscuit pour faire durcir le plastique. Une fois durcis, ils ne pourront plus jamais redevenir mous. Cependant, les plastiques thermodurcissables peuvent avoir tendance à être cassants. Ces plastiques fonctionnent très bien pour les capots et les toits ainsi que pour toute pièce sur laquelle vous ne prévoyez pas de frapper mais qui ne conviendrait pas à une plate-forme de camion.

GMC a choisi un thermoplastique matériau pour le lit CarbonPro. Ce plastique peut être chauffé et remodelé encore et encore. Le matériau thermoplastique n’étant pas fragile, il est très résistant aux abus. Si vous vous demandez s’il va fondre, ne vous inquiétez pas. Vous devez chauffer ce truc à plus de 572 degrés Fahrenheit pour le rendre mou.

"Le thermoplastique est comme une bougie", a expliqué Voss. «Je peux prendre une bougie, la faire fondre, la refroidir et, en substance, je peux créer une toute nouvelle bougie à partir de cette vieille bougie existante. Fonctionne toujours de la même manière, fonctionne toujours de la même manière, c'est juste sous une forme complètement différente. Le CarbonPro peut donc être réutilisé sans perdre de manière significative les performances du matériau.

Collage de plusieurs pièces

La boîte CarbonPro est composée de plusieurs pièces différentes collées ensemble avec un adhésif industriel. La colle adhésive est au moins aussi résistante que le matériau environnant, et l’équipe de GMC effectue des tests approfondis pour s’assurer que les liaisons sont solides. Encore une fois, cela revient au plastique.

"Nous avons une longue histoire avec Corvette", a déclaré Voss. « Nous savons très bien mettre en œuvre les techniques d'assemblage par adhésif, mais le plastique thermique permet des méthodes d'assemblage alternatives. Je peux le souder par ultrasons, avec une soudure par vibration. Laissez votre esprit couler un peu, à quoi cela pourrait conduire.

Chaque jour, l'équipe de production retire un lit CarbonPro de la chaîne et le démonte pour tester les liaisons. Ils doivent utiliser des marteaux et des leviers pour briser chaque centimètre carré des liens adhésifs. En bref, il ne se désagrège que si vous travaillez vraiment pour le casser.

Utilisez chaque bit

Les différentes parties du lit sont moulées individuellement à partir de feuilles de matière thermoplastique. Les feuilles passent ensuite dans un four pour être portées à température, après quoi elles sont pressées dans des moules géants. Une fois le matériau refroidi, il est prêt à être découpé et collé.

Comme pour tout processus d’estampage et de fabrication, il reste toujours un peu de matière. Mais avec le composite thermoplastique, inutile d’en gaspiller.

"ROFT est notre nom que nous appelons le matériau recyclé", a déclaré Voss. « Ils prennent le matériau, le déchiquetent, le chauffent et le remodèlent. C'est si rapide. C'est si peu coûteux. C’est un processus très efficace. À long terme, l’objectif de cette équipe est d’utiliser ou de réutiliser 100 % de la fibre présente dans la caisse de collecte.

Rendez les choses difficiles

Après l’incursion de Ford dans les caisses en aluminium, la plupart des constructeurs de camions ont choisi de s'en tenir à l'acier. Les consommateurs ont raison d'être sceptiques, et les acheteurs de GMC sont parmi les plus exigeants en matière de qualité et de durabilité compte tenu de la nature commerciale de leurs camions.

« Nous avons dû repartir de la case départ », a déclaré Voss. « Chaque aspect, qu’il s’agisse de la stabilité aux UV ou de la sensibilité à la température, nous avons dû tout tester. Nous avons effectué des tests approfondis pour garantir que cette boîte fonctionne dans toutes les conditions météorologiques. Image moins 30 degrés. Nous voulons nous assurer que les gars qui travaillent en Alaska sur le pipeline n'auront aucun problème. Jusqu'à 176 degrés Fahrenheit, donc les gars du désert de l'Arizona auraient la même performance. Nous avons testé les impacts et tous les aspects de cette boîte fonctionnant dans cette large plage climatique. Nous avons en fait placé un générateur directement contre le panneau latéral, l'avons fait fonctionner jusqu'à ce qu'il atteigne à nouveau la température d'équilibre, avons éloigné le générateur et frappé le panneau avec des marteaux. Cela n’a rien fait à la boîte.

Les tests comprenaient également des violences physiques destinées à faire pleurer les propriétaires de camions. GMC a laissé tomber des parpaings, des charges de 1 800 livres de gravier et des fûts en acier remplis d'eau de 450 livres sur le lit.

"Nous avons multiplié par six les performances d'impact avec la géométrie CarbonPro", a déclaré Voss. « Six fois plus d'énergie peut être injectée dans ce lit sans dommage par rapport à la boîte en acier. Laisser tomber des trucs comme des boîtes à outils sur le côté du camion, des trucs comme ça. Six fois plus de robustesse pour ce boitier.

Mais ce n’est pas seulement une question d’impacts et de températures. Le lit CarbonPro a également dû survivre aux déversements de produits chimiques.

"La fibre de carbone est très corrosive lorsqu'elle est en présence d'autres métaux", a expliqué Voss. « L’équipe a dû faire beaucoup de travail pour concevoir et concevoir l’exécution de telle sorte que la corrosion galvanique n’existe pratiquement pas sur cette boîte. Nous avons analysé 1 200 produits chimiques différents pour nous assurer que toutes ces différentes applications et utilisations ne dégraderaient pas visuellement la fibre de carbone et n'auraient pas d'impact structurel sur les performances. Nous avons suivi toutes ces étapes pour garantir que nos clients profitent pleinement de leur véhicule.

Comment acheter un lit CarbonPro

GMC s'attend à ce que la demande pour le lit CarbonPro soit supérieure à la capacité de production actuelle, il sera donc disponible sur une base limitée pour 2019. Le Édition Sierra CarbonPro sera disponible sur le Sierra Denali 1500 2019 et le Sierra AT4 1500. CarbonPro sera disponible en plus grande quantité sur les deux versions pour l'année modèle 2020. La production de camions CarbonPro commence en juin et les camions seront disponibles chez les concessionnaires d'ici l'été. GMC n’a pas annoncé de prix, mais ne vous attendez pas à ce que ce soit une option bon marché.

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