V zákulisí so snímačom GMC z uhlíkových vlákien

Postele pickupov sa za posledných 100 rokov príliš nezmenili. Kedysi sa vyrábali z dreva, ale v 60. rokoch minulého storočia prešli automobilky na celooceľové postele pre väčšinu nákladných áut. Oceľ je dostatočne pevná na desaťročia používania, ale je tiež ťažká. Navyše, oceľ sa poškriabe a pretlačí, ak použijete pickup na serióznu prácu. Táto skutočnosť viedla k vzniku priemyslu posteľnej bielizne s plastovými alebo uretánovými vložkami a povlakmi na ochranu ocele pred poškodením.

Veci sa začali meniť pred pár rokmi. Aby sa ušetrila hmotnosť, Honda začala používať oceľovo vystužené kompozitné polymérové ​​lôžko v Ridgeline už v roku 2006. Ford prešiel v roku 2015 na celohliníkové lôžko pre F-150, ale tento materiál predstavuje výzvy, pretože je ľahšie preraziť a prepichnúť ako plast a je ťažšie ho opraviť. Úspora hmotnosti je však absolútne nevyhnutná na udržanie kroku s požiadavkami spotrebiteľov na zlepšenie spotreby paliva.

GMC si vyberá uhlíkové vlákna

Prvá vec, ktorú treba vedieť o a lôžko z uhlíkových vlákien je, že existuje viac ako jeden druh uhlíkových vlákien. Keď väčšina ľudí premýšľa o tomto materiáli, predstaví si krásnu tkaninu z uhlíkových vlákien obalenú v priehľadnom plaste. Toto je materiál, ktorý sa formuje do ultraľahkých častí športové a pretekárske autá, ale je krehký a určite nie je vhodný na korbu pickupu. Ak chcete urobiť posteľ, ktorá je dostatočne pevná na zneužívanie, ku ktorému dochádza u pracujúcich pickupov, potrebujete a iný materiál.

„Dostávam veľa otázok, či sa uhlíkové vlákna lámu,“ povedal Mark Voss, manažér inžinierskej skupiny GMC. „Vidíte, že pretekárske autá narážajú do steny, rozbijú sa a rozletia sa. Ide o odolnejší alebo tvárnejší materiál, takže má oveľa vyššiu húževnatosť. V podstate asi dvojnásobná húževnatosť tradičného kompozitu.“

To, s čím prišiel Voss a jeho tím, bola zmes tvrdého plastu vystuženého náhodnou matricou 1-palcových dĺžok jednotlivých prameňov uhlíkových vlákien. Pretože vlákna sú rozptýlené po celom plaste husto a náhodne, materiál je zosilnený v každom smere. Krásna látka z uhlíkových vlákien, ktorú vidíte na športových autách, sa dá ľahšie pretrhnúť pozdĺž tkanín. To je dôležité, ale je v tom viac. Plast použitý na formovanie lôžka GMC je iný druh polyméru.

Termoplast vs. Termoset

Väčšina polymérov používaných na výrobu uhlíkových vlákien je termosetovanie. Jednoducho povedané, upečiete ich ako koláčik, aby plast stuhol. Keď stvrdnú, už nikdy nemôžu zmäknúť. Termosetové plasty však môžu byť krehké. Tieto plasty sa veľmi dobre hodia na kapoty a strechy a akékoľvek časti, do ktorých neplánujete narážať, ale neboli by vhodné na korbu nákladného auta.

GMC si vybrala a termoplast materiál na posteľ CarbonPro. Tento plast je možné znova a znova nahrievať a tvarovať. Pretože termoplastický materiál nie je krehký, je vysoko odolný voči zneužitiu. Ak vás zaujíma, či sa roztopí, nebojte sa. Musíte zahriať túto látku na vyššiu teplotu ako 572 stupňov Fahrenheita, aby bola mäkká.

"Termoplast je ako sviečka," vysvetlil Voss. „Môžem vziať sviečku, roztaviť ju, vychladiť a v podstate môžem z tej starej, existujúcej sviečky vytvoriť úplne novú sviečku. Stále funguje rovnako, stále rovnako funguje, len je v úplne inom tvare. Takže CarbonPro môže byť skutočne znovu použitý bez straty významnej materiálovej výkonnosti.

Lepenie viacerých kusov

Krabička CarbonPro je vyrobená z niekoľkých rôznych kusov, ktoré sú navzájom spojené priemyselným lepidlom. Lepidlo je prinajmenšom také silné ako okolitý materiál a tím GMC vykonáva rozsiahle testovanie, aby sa uistil, že spoje sú pevné. Opäť ide o plast.

"S Corvette máme dlhú históriu," vyhlásil Voss. „V procese vieme veľmi dobre robiť techniky spájania lepidlom, ale termoplasty umožňujú alternatívne spôsoby spájania. Viem to zvariť zvukovo, vibračným zvarom. Nechajte svoju myseľ trochu plynúť, k čomu by to mohlo viesť."

Výrobný tím každý deň stiahne z linky jedno lôžko CarbonPro a roztrhne ho, aby otestoval väzby. Musia používať kladivá a páčidlá, aby prerušili každý centimeter lepených spojov. Stručne povedané, nerozpadne sa, pokiaľ naozaj nepracujete na tom, aby ste to rozbili.

Použite každý bit

Rôzne časti lôžka sú jednotlivo tvarované z dosiek termoplastického materiálu. Listy potom prechádzajú pecou, ​​aby sa zohriali na teplotu, po ktorej sa lisujú v obrovských formách. Keď materiál vychladne, je pripravený na orezávanie a lepenie.

Ako pri každom procese razenia a výroby, vždy zostane nejaký materiál. Ale s termoplastickým kompozitom nie je potrebné nič z toho plytvať.

„ROFT je naše meno, ktoré nazývame recyklovaný materiál,“ povedal Voss. „Vezmú materiál, rozdrvia ho, zohrejú a v podstate pretvoria. Je to také rýchle. Je to také lacné. Je to veľmi efektívny proces. Z dlhodobého hľadiska je cieľom tohto tímu využiť alebo opätovne použiť 100 % vlákna v zbernom boxe.“

Nech je to ťažké

Po vpáde Fordu do hliníkových postelí sa väčšina výrobcov nákladných vozidiel rozhodla držať s oceľou. Spotrebitelia sú inteligentní na to, aby boli skeptickí, a kupujúci GMC patria medzi najnáročnejších, pokiaľ ide o kvalitu a životnosť vzhľadom na komerčný charakter ich nákladných vozidiel.

"Museli sme začať od začiatku," povedal Voss. „Všetko sme museli otestovať každý aspekt, či už je to UV stabilita, citlivosť na teplotu. Prešli sme rozsiahlym testovaním, aby sme sa uistili, že tento box funguje za každého počasia. Obrázok mínus 30 stupňov. Chceme sa uistiť, že chlapci pracujúci na Aljaške pracujúci na plynovode nebudú mať žiadne problémy. Až 176 stupňov Fahrenheita, takže chlapci v arizonskej púšti by mali rovnaký výkon. Testovali sme nárazy a každý aspekt tohto boxu, ktorý funguje v tomto širokom klimatickom rozmedzí. V skutočnosti sme umiestnili generátor priamo na bočný panel, spustili sme ho, kým opäť nedosiahol ustálenú teplotu, posunuli sme generátor preč a udreli do panelu kladivami. S krabicou to neurobilo vôbec nič."

Testovanie zahŕňalo aj fyzické týranie navrhnuté tak, aby rozplakalo majiteľov nákladných áut. GMC zhodila na posteľ škvárové bloky, 1800-librové náklady štrku a 450-librové vodou naplnené oceľové bubny.

„S geometriou CarbonPro sme šesťnásobne zlepšili nárazový výkon,“ povedal Voss. „Do postele sa dá vložiť šesťkrát viac energie bez poškodenia v porovnaní s oceľovou krabicou. Zhadzovanie vecí, ako sú skrinky s náradím, z boku kamiónu, podobné veci. Šesťkrát väčšia robustnosť pre tento box.“

Je to však viac než len nárazy a teploty. Lôžko CarbonPro muselo prežiť aj úniky chemikálií.

"Uhlíkové vlákno je veľmi korozívne, keď je v prítomnosti iných kovov," vysvetlil Voss. „Tím musel urobiť veľa práce, aby navrhol a navrhol prevedenie tak, aby na tomto boxe v podstate neexistovala galvanická korózia. Prešli sme 1200 rôznymi chemikáliami, aby sme zabezpečili, že všetky tieto rôzne aplikácie a použitia nebudú vizuálne znehodnocovať uhlíkové vlákno a neovplyvnia štrukturálne výkon. Prešli sme všetkými týmito krokmi, aby sme zaistili, že naši zákazníci budú mať zo svojho vozidla plnohodnotný život.“

Ako si kúpiť posteľ CarbonPro

GMC očakáva, že dopyt po lôžku CarbonPro bude vyšší ako súčasná výrobná kapacita, takže v roku 2019 bude k dispozícii v obmedzenom režime. The Edícia Sierra CarbonPro bude k dispozícii na modeloch Sierra Denali 1500 a Sierra AT4 1500 2019. CarbonPro bude k dispozícii vo väčšom množstve v oboch výbavách pre modelový rok 2020. Výroba nákladných vozidiel CarbonPro sa začína v júni a nákladné vozidlá sú dostupné v predajniach v lete. Spoločnosť GMC neoznámila ceny, ale neočakávajte, že to bude lacná možnosť.

Odporúčania redaktorov

• Spoločnosť GMC vložila všetky svoje odborné znalosti v oblasti výroby nákladných vozidiel do pickupu Sierra EV