Bak kulissene med GMCs Carbon Fiber Pickup Bed

Lastebilsenger har ikke endret seg mye de siste 100 årene. De pleide å være laget av tre, men på 1960-tallet hadde bilprodusenter gått til stålsenger for de fleste lastebiler. Stål er tøft nok til flere tiår med bruk, men det er også tungt. I tillegg får stål riper og bulker hvis du bruker en pickup for seriøst arbeid. Det faktum ga opphav til bedliner-industrien, med plast- eller uretaninnsatser og belegg for å beskytte stålet mot skade.

Ting begynte å endre seg for noen år siden. For å spare vekt begynte Honda å bruke en stålforsterket komposittpolymerseng i Ridgeline tilbake i 2006. Ford gikk til en helt aluminiumsseng for F-150 i 2015, men det materialet byr på utfordringer fordi det er lettere å bulke og punktere enn plast, og det er vanskeligere å reparere. Vektbesparelsene er imidlertid helt nødvendige for å holde tritt med forbrukernes krav om forbedret drivstofføkonomi.

GMC velger karbonfiber

Det første du må vite om a karbonfiber seng er at det er mer enn én type karbonfiber. Når de fleste tenker på dette materialet, ser de for seg vakkert vevd karbonfiberstoff innkapslet i klar plast. Dette er ting som blir støpt til ultralette deler for sports- og racerbiler, men den er skjør og absolutt ikke egnet for en lastebilseng. For å lage en seng som er tøff nok for misbruket som skjer med fungerende pickuper, trenger du en annet materiale.

"Mange spørsmål jeg får er at karbonfibre går i stykker," sa Mark Voss, GMCs ingeniørgruppeleder. "Du ser racerbiler treffe veggen og de knuses og flyr fra hverandre. Dette er et mer slitesterkt eller formbart materiale, så det har mye høyere seighet. I utgangspunktet omtrent to ganger seigheten til en tradisjonell kompositt.»

Det Voss og teamet hans kom opp med var en blanding av en tøff plast forsterket med en tilfeldig matrise av 1-tommers lengder av individuelle karbonfibertråder. Fordi fibrene er spredt utover plasten tykt og tilfeldig, er materialet forsterket i alle retninger. Den vakre karbonfiberduken du ser på sportsbiler er lettere å bryte langs vevingens linjer. Det er viktig, men det er mer enn det. Plasten som brukes til å forme GMC-sengen er en annen type polymer.

Termoplast vs. Termohærdende

De fleste polymerer som brukes til produksjon av karbonfiber er varmeherdende. Enkelt sagt baker du dem som en kjeks for å få plasten til å stivne. Når de først har stivnet, kan de aldri bli myke igjen. Imidlertid kan herdeplast ha en tendens til å være sprø. Disse plastene fungerer veldig bra for panser og tak og alle deler som du ikke har tenkt å slå på, men som ikke passer for en lastebil.

GMC valgte en termoplast materiale til CarbonPro sengen. Denne plasten kan varmes opp og støpes om igjen og igjen. Fordi det termoplastiske materialet ikke er sprøtt, er det svært motstandsdyktig mot misbruk. Hvis du lurer på om det vil smelte, ikke bekymre deg. Du må varme dette opp høyere enn 572 grader Fahrenheit for å gjøre det mykt.

"Termoplast er som et stearinlys," forklarte Voss. "Jeg kan ta et stearinlys, smelte det ned, kjøle det ned, og i hovedsak kan jeg lage et helt nytt stearinlys av det gamle, eksisterende stearinlyset. Fungerer fortsatt det samme, fungerer fortsatt det samme, det er bare i en helt annen form. Så CarbonPro kan faktisk gjenbrukes uten å miste betydelig materialytelse.»

Liming av flere stykker

CarbonPro-boksen er laget av flere forskjellige deler som er limt sammen med industrilim. Det klebende limet er minst like sterkt som det omkringliggende materialet, og GMCs team gjør omfattende tester for å sikre at bindingene er sterke. Igjen kommer det ned til plasten.

"Vi har en lang historie med Corvette," erklærte Voss. "Vi vet hvordan man gjør limsammenføyningsteknikker veldig godt i prosessen, men termisk plast muliggjør alternative sammenføyningsmetoder. Jeg kan sonisk sveise den, med en vibrasjonssveis. La tankene flyte litt, hva det kan føre til.»

Hver dag trekker produksjonsteamet én CarbonPro-seng av linjen og river den fra hverandre for å teste bindingene. De må bruke hammere og lirkestenger for å bryte hver tomme av limbindingene. Kort sagt, det går ikke fra hverandre med mindre du virkelig jobber for å bryte det.

Bruk hver bit

De ulike delene av sengen er individuelt støpt av ark av termoplastisk materiale. Arkene går deretter gjennom en ovn for å bringe dem opp til temperatur, og deretter presses de i gigantiske former. Når materialet avkjøles, er det klart for trimming og liming.

Som med enhver stempling og produksjonsprosess, er det alltid noe materiale til overs. Men med den termoplastiske kompositten er det ikke nødvendig å kaste bort noe av det.

"ROFT er navnet vårt som vi kaller det resirkulerte materialet," sa Voss. "De tar materialet, makulerer det, varmer det opp og omformer det i utgangspunktet. Det er så raskt. Det er så billig. Det er en veldig effektiv prosess. Langsiktig er dette teamets mål å bruke eller gjenbruke 100 % av fiberen i henteboksen.»

Gjør det tøft

Etter Fords inntog i aluminiumssenger, valgte de fleste lastebilprodusenter å gjøre det stokk med stål. Forbrukere er smarte til å være skeptiske, og GMC-kjøpere er blant de mest krevende når det kommer til kvalitet og holdbarhet gitt lastebilenes kommersielle natur.

«Vi måtte starte fra start,» sa Voss. "Hvert aspekt av dette, enten det er UV-stabilitet, temperaturfølsomhet, vi måtte teste alt. Vi gikk gjennom omfattende tester for å sikre at denne boksen fungerer under alle værforhold. Bilde minus 30 grader. Vi vil forsikre oss om at gutta som jobber oppe i Alaska som jobber med rørledningen ikke har noen problemer. Opp til 176 grader Fahrenheit så gutta i Arizona-ørkenen ville ha den samme ytelsen. Vi testet påvirkninger og alle aspekter av denne boksen presterer i det brede klimaområdet. Vi satte faktisk en generator rett opp mot sidepanelet, kjørte den til den nådde stabil temperatur igjen, flyttet generatoren bort og slo panelet med hammere. Det gjorde ikke noe med boksen overhodet."

Testingen inkluderte også fysisk mishandling designet for å få lastebileiere til å gråte. GMC la ned slaggblokker, 1800-kilos lass med grus og 450-pund vannfylte stålfat på sengen.

"Vi forbedret slagytelsen med seks ganger med CarbonPro-geometrien," sa Voss. «Seks ganger mer energi kan legges inn i sengen uten skader sammenlignet med stålboksen. Å slippe ting som verktøykasser fra siden av lastebilen, sånne ting. Seks ganger mer robusthet for denne boksen.»

Det er imidlertid mer enn påvirkninger og temperaturer. CarbonPro-sengen måtte også overleve kjemisk søl.

"Karbonfiber er veldig etsende når det er i nærvær av andre metaller," forklarte Voss. "Teamet måtte gjøre mye arbeid for å konstruere og designe utførelsen slik at galvanisk korrosjon i utgangspunktet ikke eksisterer på denne boksen. Vi gikk gjennom 1200 forskjellige kjemikalier for å sikre at alle de forskjellige bruksområdene og bruksområdene ikke visuelt ville forringe karbonfiberen, og ikke ville påvirke ytelsen strukturelt. Vi gikk gjennom alle disse trinnene for å sikre at kundene våre får et fullt liv ut av kjøretøyet sitt.»

Hvordan kjøpe en CarbonPro seng

GMC forventer at etterspørselen etter CarbonPro-sengen vil være høyere enn dagens produksjonskapasitet, så den vil være tilgjengelig på begrenset basis for 2019. De Sierra CarbonPro Edition vil være tilgjengelig på 2019 Sierra Denali 1500 og Sierra AT4 1500. CarbonPro vil være tilgjengelig i større kvantitet på begge trimmer for 2020-modellåret. CarbonPro lastebilproduksjon begynner i juni, med lastebiler tilgjengelig i forhandlere innen sommeren. GMC har ikke annonsert priser, men forvent ikke at det er et billig alternativ.

Redaktørenes anbefalinger

• GMC helte all sin ekspertise innen lastebilproduksjon i Sierra EV-pickupen