GMC のカーボンファイバー ピックアップ ベッドの舞台裏

ピックアップトラックの荷台は過去 100 年間あまり変わっていません。 かつては木製でしたが、1960 年代までに自動車メーカーはほとんどのトラックの荷台を全鋼製にするようになりました。 スチールは何十年も使用できるほど丈夫ですが、重いです。 さらに、ピックアップトラックを本格的な作業に使用すると、スチールに傷やへこみが発生します。 この事実により、スチールを損傷から保護するためにプラスチックまたはウレタンのインサートとコーティングを使用するベッドライナー産業が誕生しました。

状況は数年前から変わり始めました。 重量を節約するために、ホンダは 2006 年にリッジラインにスチール強化複合ポリマーベッドの使用を開始しました。 フォードは2015年にF-150のベッドに全アルミニウム製のベッドを採用したが、その素材はプラスチックよりもへこみや穴が開きやすく、修理が難しいため課題があった。 しかし、燃費向上に対する消費者の要求に応えるためには、軽量化が絶対に必要です。

GMC はカーボンファイバーを選択

まず最初に知っておくべきことは、 カーボンファイバーベッド それは、複数の種類の炭素繊維があるということです。 この素材について考えるとき、ほとんどの人は、透明なプラスチックに包まれた美しいカーボンファイバー織物を想像します。 これは、超軽量部品に成形されるものです。 スポーツカーとレーシングカー, しかし、壊れやすいので、ピックアップトラックの荷台には確かに適していません。 稼働中のピックアップトラックに起こる酷使に十分耐えられるベッドを作るには、 異なる素材.

「私が受ける質問の多くは、カーボンファイバーが破損するというものです」と GMC エンジニアリング グループ マネージャーのマーク ボス氏は言います。 「レースカーが壁に衝突し、砕け散って飛び散るのを目にします。 これは耐久性や延性に優れた材料であるため、靭性がはるかに高くなります。 基本的に従来の複合材料の約 2 倍の靭性です。」

ヴォスと彼のチームが思いついたのは、1インチの長さの個々のカーボンファイバーストランドのランダムなマトリックスで強化された丈夫なプラスチックの混合物でした。 プラスチック全体に繊維が太くランダムに散在しているため、全方向に強化されています。 スポーツカーに見られる美しいカーボンファイバークロスは、織り目に沿って破れやすくなっています。 それは重要ですが、それ以上のものがあります。 GMC ベッドの成形に使用されるプラスチックは、別の種類のポリマーです。

熱可塑性プラスチック vs. 熱硬化性

炭素繊維の製造に使用されるほとんどのポリマーは、 熱硬化性. 簡単に言えば、クッキーのように焼いてプラスチックを硬化させます。 一度固まってしまうと、二度と柔らかくなることはありません。 ただし、熱硬化性プラスチックは脆くなる傾向があります。 これらのプラスチックは、ボンネットやルーフ、その他、叩く予定はないもののトラックの荷台には適さないあらゆる部分に非常に適しています。

GMCが選んだのは、 熱可塑性プラスチック カーボンプロベッドの素材。 このプラスチックは加熱して何度でも再成形できます。 熱可塑性材料は脆くないため、乱用に対して非常に耐性があります。 溶けるかどうか心配でも、心配しないでください。 これを柔らかくするには華氏572度以上に加熱する必要があります。

「熱可塑性プラスチックはろうそくのようなものです」とヴォス氏は説明した。 「キャンドルを取り出して溶かし、冷やすと、本質的には古い既存のキャンドルからまったく新しいキャンドルを作ることができます。 動作も機能も同じですが、形がまったく異なります。 したがって、CarbonPro は、材料の性能を大幅に損なうことなく、実際に再利用することができます。」

複数のピースを接着する

CarbonPro ボックスは、工業用接着剤で接着されたいくつかの異なる部品で構成されています。 接着剤は少なくとも周囲の素材と同じ強度があり、GMC チームは接着が強力であることを確認するために広範なテストを行っています。 繰り返しますが、問題はプラスチックです。

「私たちにはコルベットと長い歴史があります」とヴォス氏は断言した。 「私たちは接着剤による接合技術を製造過程でうまく行う方法を知っていますが、熱可塑性プラスチックは代替の接合方法を可能にします。 振動溶接を使用して音波溶接できます。 それが何をもたらすか、少し心を落ち着かせてください。」

毎日、生産チームは 1 台の CarbonPro ベッドをラインから引き出し、引き裂いて結合をテストします。 接着剤を隅々まで壊すには、ハンマーやてこ棒を使用する必要があります。 要するに、本気で壊そうとしない限り、壊れることはありません。

すべてのビットを使用する

ベッドのさまざまな部分は、熱可塑性材料のシートから個別に成形されます。 次に、シートをオーブンに通して所定の温度まで上げた後、巨大な型でプレスします。 材料が冷えると、トリミングと接着の準備が整います。

他のスタンピングや製造プロセスと同様に、材料は常に残ります。 しかし、熱可塑性複合材料を使用すれば、無駄にする必要がありません。

「ROFTは私たちがリサイクル素材と呼んでいる名前です」とヴォス氏は語った。 「彼らは材料を取り出し、細断し、加熱して、基本的に再成形します。 それはとても速いです。 それは安いです。 とても効率的なプロセスです。 長期的なこのチームの目標は、ピックアップ ボックス内のファイバーを 100% 使用または再利用することです。」

タフにしましょう

フォードがアルミ荷台に進出した後、ほとんどのトラックメーカーは、 鋼にこだわる. 消費者は懐疑的になるのが賢明であり、GMC のバイヤーは、トラックの商業的性質を考慮すると、品質と耐久性に関して最も要求が厳しいうちの 1 つです。

「ゼロから始めなければなりませんでした」とヴォス氏は述べた。 「紫外線安定性や温度感受性など、あらゆる面ですべてをテストする必要がありました。 このボックスが全天候条件で機能することを確認するために、広範なテストを実施しました。 写真はマイナス30度。 私たちは、アラスカでパイプラインの作業をしている人たちが問題を抱えていないことを確認したいと考えています。 華氏176度までなので、アリゾナの砂漠にいる人たちも同じパフォーマンスを発揮できるでしょう。 私たちは、その幅広い気候範囲での影響と、このボックスのあらゆる側面のパフォーマンスをテストしました。 実際に発電機をサイドパネルの真上に置き、定常温度に戻るまで運転し、発電機を遠ざけてハンマーでパネルを叩きました。 箱には何も影響しませんでした。」

検査にはトラックの所有者を泣かせることを目的とした身体的虐待も含まれていた。 GMCは噴石ブロック、1800ポンドの砂利、450ポンドの水を満たした鋼製ドラム缶をベッド上に投下した。

「CarbonPro ジオメトリにより、衝撃性能が 6 倍向上しました」とヴォス氏は述べています。 「スチール製の箱と比較して、損傷することなくベッドに6倍のエネルギーを投入できます。 工具箱のようなものをトラックの横から落としたり、そういうものです。 このボックスの堅牢性は 6 倍です。」

ただし、それは衝撃や温度だけではありません。 CarbonPro ベッドは化学薬品の流出にも耐える必要がありました。

「カーボンファイバーは、他の金属が存在すると非常に腐食性が高くなります」とヴォス氏は説明する。 「チームは、基本的にこのボックスに電気腐食が存在しないように実行を設計および設計するために多くの作業を行う必要がありました。 私たちは 1,200 種類の異なる化学薬品を検討し、さまざまな用途や使用法がカーボンファイバーを視覚的に劣化させず、構造的に性能に影響を与えないことを確認しました。 私たちは、お客様が車両を最大限に活用できるよう、これらすべての手順を実行しました。」

CarbonPro ベッドの購入方法

GMC は、CarbonPro ベッドの需要が現在の生産能力を上回ると予想しているため、2019 年は限定的に販売される予定です。 の シエラ カーボンプロ エディション 2019 Sierra Denali 1500 および Sierra AT4 1500 で利用可能になります。 CarbonPro は、2020 年モデルの両方のトリムでより大量に入手可能になります。 CarbonPro トラックの生産は 6 月に開始され、夏までにはディーラーでトラックが入手可能になります。 GMCは価格を発表していないが、安価なオプションであるとは期待しないでください。

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