Iza kulisa s GMC-ovim podvozjem od karbonskih vlakana

Kamionski kreveti nisu se puno promijenili u posljednjih 100 godina. Nekad su se izrađivali od drva, ali do 1960-ih proizvođači automobila prešli su na potpuno čelične krevete za većinu kamiona. Čelik je dovoljno čvrst za desetljeća korištenja, ali je i težak. Osim toga, čelik se izgrebe i ulubi ako koristite kamionet za ozbiljan rad. Ta je činjenica dovela do industrije posteljine s plastičnim ili uretanskim umetcima i premazima za zaštitu čelika od oštećenja.

Stvari su se počele mijenjati prije nekoliko godina. Kako bi uštedjela na težini, Honda je još 2006. počela koristiti kompozitni polimerni ležaj ojačan čelikom u Ridgelineu. Ford je 2015. za F-150 odlučio koristiti potpuno aluminijski ležaj, ali taj materijal predstavlja izazov jer ga je lakše udubiti i probušiti od plastike, a teže ga je popraviti. Međutim, uštede na težini su apsolutno neophodne kako bi se održao korak sa zahtjevima potrošača za poboljšanom potrošnjom goriva.

GMC odabire karbonska vlakna

Prvo što treba znati o a krevet od karbonskih vlakana je da postoji više od jedne vrste karbonskih vlakana. Kada većina ljudi razmišlja o ovom materijalu, zamišlja prekrasnu tkanu tkaninu od karbonskih vlakana omotanu prozirnom plastikom. Ovo je stvar koja se oblikuje u ultra-lagane dijelove sportski i trkaći automobili, ali je krhak i sigurno nije prikladan za krevet kamioneta. Da biste napravili krevet koji je dovoljno čvrst za zlostavljanje koje se događa radnim pikapovima, trebate različitog materijala.

"Puno pitanja koja dobivam su da se karbonska vlakna lome", rekao je Mark Voss, GMC-ov voditelj inženjerske grupe. “Vidite kako trkaći automobili udaraju o zid, razbijaju se i razlijeću. Ovo je izdržljiviji ili duktilniji materijal, pa ima mnogo veću žilavost. U osnovi oko dva puta veća žilavost od tradicionalnog kompozita.”

Ono što su Voss i njegov tim smislili bila je mješavina čvrste plastike ojačane nasumičnom matricom pojedinačnih niti karbonskih vlakana duljine 1 inča. Budući da su vlakna razbacana po plastici gusto i nasumično, materijal je ojačan u svim smjerovima. Prekrasnu tkaninu od ugljičnih vlakana koju vidite na sportskim automobilima lakše je razbiti duž linija tkanja. To je važno, ali postoji nešto više od toga. Plastika koja se koristi za oblikovanje GMC kreveta druga je vrsta polimera.

Termoplastika vs. Duroplastični

Većina polimera koji se koriste za proizvodnju karbonskih vlakana su termoreaktivni. Jednostavno rečeno, pečete ih poput kolačića da se plastika stvrdne. Nakon što se stvrdnu, više nikada ne mogu omekšati. Međutim, termoreaktivna plastika može biti krta. Ova plastika je vrlo dobra za haube i krovove i sve dijelove po kojima ne planirate udarati, ali ne bi bili prikladni za krevet kamiona.

GMC je odabrao a termoplastični materijal za krevet CarbonPro. Ova se plastika može zagrijavati i ponovno oblikovati. Budući da termoplastični materijal nije krt, vrlo je otporan na zloporabu. Ako se pitate hoće li se otopiti, ne brinite. Ovu stvar morate zagrijati na više od 572 stupnja Fahrenheita da postane mekana.

“Termoplastika je poput svijeće”, objasnio je Voss. “Mogu uzeti svijeću, otopiti je, ohladiti i u biti mogu od te stare, postojeće svijeće stvoriti potpuno novu svijeću. I dalje radi isto, i dalje funkcionira isto, samo je u potpuno drugačijem obliku. Dakle, CarbonPro se zapravo može ponovno upotrijebiti bez gubitka značajnog učinka materijala.”

Lijepljenje više komada

CarbonPro kutija je napravljena od nekoliko različitih dijelova koji su međusobno spojeni industrijskim ljepilom. Ljepljivo ljepilo je barem jednako čvrsto kao i okolni materijal, a GMC-ov tim provodi opsežna testiranja kako bi se uvjerio da su veze čvrste. Opet, sve se svodi na plastiku.

"Imamo dugu povijest s Corvetteom", izjavio je Voss. “Znamo kako izvoditi tehnike spajanja ljepilom vrlo dobro u procesu, ali toplinska plastika doista omogućuje alternativne metode spajanja. Mogu ga zvučno zavariti, vibracijskim zavarom. Neka vam misli malo prostruje, do čega bi to moglo dovesti.”

Svakog dana proizvodni tim izvuče jedan CarbonPro krevet s linije i rastavlja ga kako bi testirao veze. Moraju koristiti čekiće i motke kako bi razbili svaki centimetar ljepljivih spojeva. Ukratko, neće se raspasti osim ako stvarno ne radite na tome da ga razbijete.

Iskoristite svaki zalogaj

Različiti dijelovi kreveta pojedinačno su oblikovani od listova termoplastičnog materijala. Listovi zatim prolaze kroz pećnicu kako bi se zagrijali na temperaturu nakon čega se prešaju u ogromnim kalupima. Kada se materijal ohladi, spreman je za obrezivanje i lijepljenje.

Kao i kod svakog drugog postupka štancanja i proizvodnje, uvijek ostane nešto materijala. Ali s termoplastičnim kompozitom, nema potrebe za bacanjem ništa od toga.

"ROFT je naše ime koje zovemo reciklirani materijal", rekao je Voss. “Oni uzimaju materijal, usitnjavaju ga, zagrijavaju i zapravo preoblikuju. Tako je brzo. Toliko je jeftino. To je vrlo učinkovit proces. Dugoročno, cilj ovog tima je upotrijebiti ili ponovno upotrijebiti 100% vlakana u kutiji za preuzimanje."

Neka bude teško

Nakon Fordovog pohoda na aluminijske krevete, većina proizvođača kamiona odlučila se za to štapić s čelikom. Potrošači su pametni da budu skeptični, a kupci GMC-a među najzahtjevnijima su kada je riječ o kvaliteti i trajnosti s obzirom na komercijalnu prirodu njihovih kamiona.

"Morali smo krenuti od početka", izjavio je Voss. “Svaki aspekt ovoga, bilo da se radi o UV stabilnosti, temperaturnoj osjetljivosti, morali smo testirati sve. Prošli smo opsežna testiranja kako bismo osigurali da ova kutija radi u svim vremenskim uvjetima. Slika minus 30 stupnjeva. Želimo biti sigurni da momci koji rade na Aljasci i rade na cjevovodu neće imati problema. Do 176 stupnjeva Fahrenheita kako bi dečki u pustinji Arizone imali istu izvedbu. Testirali smo udarce i svaki aspekt ove kutije u tom širokom klimatskom rasponu. Zapravo smo postavili generator točno uz bočnu ploču, pokrenuli ga dok ponovno nije dosegao temperaturu stabilnog stanja, odmaknuli generator i udarili ploču čekićima. To nije učinilo ništa kutiji.”

Testiranje je uključivalo i fizičko zlostavljanje s ciljem da se vlasnici kamiona rasplaču. GMC je ispustio blokove od šljake, 1800 funti šljunka i čelične bačve od 450 funti napunjene vodom na korito.

"Poboljšali smo performanse udarca šest puta s CarbonPro geometrijom", rekao je Voss. “Šest puta više energije može se staviti u taj krevet bez oštećenja u odnosu na čeličnu kutiju. Ispuštanje stvari kao što su kutije s alatom sa strane kamiona, takve stvari. Šest puta veća robusnost za ovu kutiju.”

Ipak, to je više od utjecaja i temperatura. Krevet CarbonPro morao je preživjeti i izlijevanje kemikalija.

"Ugljična vlakna su vrlo korozivna kada su u prisutnosti drugih metala", objasnio je Voss. „Tim je morao obaviti puno posla kako bi projektirao i dizajnirao izvedbu tako da galvanska korozija u osnovi ne postoji na ovoj kutiji. Prošli smo kroz 1200 različitih kemikalija kako bismo osigurali da sve te različite primjene i upotrebe neće vizualno degradirati karbonska vlakna i neće strukturalno utjecati na izvedbu. Prošli smo kroz sve te korake kako bismo osigurali da naši kupci dobiju puni život iz svog vozila.”

Kako kupiti CarbonPro krevet

GMC očekuje da će potražnja za krevetom CarbonPro biti veća od trenutnih proizvodnih kapaciteta, tako da će biti dostupan na ograničenoj osnovi za 2019. The Sierra CarbonPro Edition bit će dostupan na modelima Sierra Denali 1500 i Sierra AT4 1500 iz 2019. CarbonPro će biti dostupan u većoj količini na obje izvedbe za modelsku godinu 2020. Proizvodnja CarbonPro kamiona počinje u lipnju, a kamioni će biti dostupni u prodajnim salonima do ljeta. GMC nije objavio cijene, ali ne očekujte da će to biti jeftina opcija.

Preporuke urednika

• GMC je uložio svu svoju stručnost u izradi kamiona u kamionet Sierra EV