V zakulisju z GMC-jevim sprejemnikom iz ogljikovih vlaken

Postelje tovornjakov se v zadnjih 100 letih niso veliko spremenile. Včasih so bili izdelani iz lesa, vendar so do leta 1960 proizvajalci avtomobilov za večino tovornjakov uporabili v celoti jeklene postelje. Jeklo je dovolj trdno za desetletja uporabe, vendar je tudi težko. Poleg tega se jeklo opraska in udrti, če tovornjak uporabljate za resno delo. To dejstvo je spodbudilo industrijo posteljnih podlog s plastičnimi ali uretanskimi vložki in premazi za zaščito jekla pred poškodbami.

Stvari so se začele spreminjati pred nekaj leti. Da bi prihranili težo, je Honda leta 2006 začela uporabljati z jeklom ojačano kompozitno polimerno posteljo v Ridgelineu. Pri Fordu so leta 2015 za F-150 izbrali popolnoma aluminijasto posteljo, vendar ta material predstavlja izziv, saj ga je lažje udrti in preluknjati kot plastiko in ga je težje popraviti. Vendar pa so prihranki pri teži nujno potrebni, da sledimo zahtevam potrošnikov po izboljšani porabi goriva.

GMC izbere ogljikova vlakna

Prva stvar, ki jo morate vedeti o a ležišče iz ogljikovih vlaken je, da obstaja več kot ena vrsta ogljikovih vlaken. Ko večina ljudi razmišlja o tem materialu, si predstavlja čudovito tkanino iz ogljikovih vlaken, obdano s prozorno plastiko. To so stvari, ki se oblikujejo v ultra lahke dele športni in dirkalni avtomobili, vendar je krhek in zagotovo ni primeren za posteljo tovornjaka. Če želite narediti posteljo, ki je dovolj trdna za zlorabo, ki se zgodi delovnim pickupom, potrebujete drugačen material.

"Veliko vprašanj, ki jih dobivam, je, da se ogljikova vlakna zlomijo," je dejal Mark Voss, vodja inženirske skupine GMC. »Vidiš, kako dirkalni avtomobili udarijo ob zid, se razbijejo in razletijo. To je bolj vzdržljiv ali duktilen material, zato ima veliko večjo žilavost. V bistvu približno dvakrat večja žilavost kot tradicionalni kompozit.«

Voss in njegova ekipa so prišli do mešanice močne plastike, ojačane z naključno matriko 1-palčnih dolžin posameznih pramenov ogljikovih vlaken. Ker so vlakna gosto in naključno raztresena po celotni plastiki, je material ojačan v vse smeri. Čudovito blago iz ogljikovih vlaken, ki ga vidite na športnih avtomobilih, je lažje zlomiti vzdolž linij tkanja. To je pomembno, vendar gre za več kot to. Plastika, uporabljena za oblikovanje postelje GMC, je drugačna vrsta polimera.

Termoplast vs. Duroplastna

Večina polimerov, ki se uporabljajo za proizvodnjo ogljikovih vlaken, je duroplastna. Preprosto povedano, spečete jih kot piškote, da se plastika strdi. Ko se enkrat strdijo, se ne morejo nikoli več zmehčati. Vendar je termoreaktivna plastika lahko krhka. Ta plastika se zelo dobro obnese pri pokrovih in strehah ter vseh delih, po katerih ne nameravate udariti, vendar ne bi bili primerni za posteljo tovornjaka.

GMC je izbral a termoplast material za ležišče CarbonPro. To plastiko je mogoče znova in znova segrevati in preoblikovati. Ker termoplastični material ni krhek, je zelo odporen proti zlorabi. Če se sprašujete, ali se bo stopil, ne skrbite. To snov morate segreti nad 572 stopinj Fahrenheita, da postane mehka.

"Termoplastika je kot sveča," je pojasnil Voss. »Lahko vzamem svečo, jo stopim, ohladim in v bistvu lahko iz te stare, obstoječe sveče ustvarim povsem novo svečo. Še vedno deluje enako, še vedno deluje enako, le da je v popolnoma drugačni obliki. Tako je mogoče CarbonPro dejansko ponovno uporabiti, ne da bi pri tem izgubili bistveno zmogljivost materiala.«

Lepljenje več kosov

Škatla CarbonPro je sestavljena iz več različnih kosov, ki so zlepljeni z industrijskim lepilom. Lepilno lepilo je vsaj tako močno kot material, ki ga obkroža, in ekipa GMC izvaja obsežna testiranja, da zagotovi trdnost vezi. Spet gre za plastiko.

"S Corvette imamo dolgo zgodovino," je izjavil Voss. »Vemo, kako izvajati lepilne tehnike spajanja zelo dobro v procesu, vendar toplotna plastika omogoča alternativne načine spajanja. Lahko ga zvarim sonično, z varjenjem z vibracijami. Pusti, da ti misli malo tečejo, do česa bi to lahko pripeljalo.”

Vsak dan proizvodna ekipa potegne eno posteljo CarbonPro s linije in jo raztrga, da preizkusi vezi. Uporabiti morajo kladiva in drogove, da zlomijo vsak centimeter lepilnih vezi. Skratka, ne razpade, razen če si resnično prizadevate, da bi ga zlomili.

Uporabite vsak bit

Različni deli postelje so posamično oblikovani iz listov termoplastičnega materiala. Listi gredo nato skozi pečico, da se segrejejo na temperaturo, nato pa jih stisnejo v velikanske kalupe. Ko se material ohladi, je pripravljen za obrezovanje in lepljenje.

Kot pri vsakem postopku žigosanja in izdelave vedno ostane nekaj materiala. Toda s termoplastičnim kompozitom ga ni treba zapravljati.

"ROFT je naše ime, ki ga imenujemo reciklirani material," je dejal Voss. »Vzamejo material, ga razrežejo, segrejejo in v bistvu preoblikujejo. Tako hitro je. To je tako poceni. To je zelo učinkovit postopek. Dolgoročno je cilj te ekipe uporabiti ali ponovno uporabiti 100 % vlaken v zbiralni škatli.«

Naj bo težko

Po Fordovem prodoru na aluminijaste postelje se je za to odločila večina proizvajalcev tovornjakov palico z jeklom. Potrošniki so pametni, da so skeptični, kupci GMC pa so med najzahtevnejšimi, ko gre za kakovost in vzdržljivost, glede na komercialno naravo njihovih tovornjakov.

"Morali smo začeti od začetka," je dejal Voss. »Vsak vidik tega, naj gre za UV stabilnost, temperaturno občutljivost, smo morali preizkusiti vse. Opravili smo obsežna testiranja, da bi zagotovili, da ta škatla deluje v vseh vremenskih razmerah. Slika minus 30 stopinj. Želimo zagotoviti, da fantje, ki delajo na Aljaski in delajo na plinovodu, ne bodo imeli težav. Do 176 stopinj Fahrenheita, tako da bi fantje v puščavi Arizone imeli enako zmogljivost. Preizkusili smo udarce in vsak vidik delovanja te škatle v tem širokem podnebnem območju. Pravzaprav smo postavili generator tik ob stransko ploščo, ga poganjali, dokler ni ponovno dosegel stacionarne temperature, odmaknili generator in s kladivi udarili po plošči. Škatli ni naredil ničesar.”

Testiranje je vključevalo tudi fizično zlorabo, s katero so lastnike tovornjakov spravili v jok. GMC je na dno odvrgel bloke žganja, 1800 funtov gramoza in 450 funtov jeklenih sodov, napolnjenih z vodo.

»Z geometrijo CarbonPro smo šestkrat izboljšali zmogljivost udarca,« je dejal Voss. »Šestkrat več energije je mogoče dati v to posteljo brez poškodb v primerjavi z jekleno škatlo. Spuščanje stvari, kot so škatle z orodjem, s strani tovornjaka, podobne stvari. Šestkrat večja robustnost za to škatlo.«

Vendar je to več kot udarci in temperature. Postelja CarbonPro je morala preživeti tudi razlitja kemikalij.

"Ogljikova vlakna so zelo jedka, če so v prisotnosti drugih kovin," je pojasnil Voss. »Ekipa je morala opraviti veliko dela, da je načrtovala in oblikovala izvedbo tako, da na tej škatli praktično ne obstaja galvanska korozija. Pregledali smo 1200 različnih kemikalij, da bi zagotovili, da vse te različne aplikacije in uporabe ne bi vizualno poslabšale ogljikovih vlaken in ne bi strukturno vplivale na delovanje. Šli smo skozi vse te korake, da bi našim strankam zagotovili polno življenje iz svojega vozila.”

Kako kupiti posteljo CarbonPro

GMC pričakuje, da bo povpraševanje po postelji CarbonPro večje od trenutne proizvodne zmogljivosti, zato bo v letu 2019 na voljo v omejenem obsegu. The Sierra CarbonPro Edition bo na voljo za leta 2019 Sierra Denali 1500 in Sierra AT4 1500. CarbonPro bo na voljo v večjih količinah pri obeh različicah za modelno leto 2020. Proizvodnja tovornjakov CarbonPro se začne junija, tovornjaki pa bodo v prodajnih salonih na voljo do poletja. GMC ni objavil cen, vendar ne pričakujte, da bo to poceni možnost.

Priporočila urednikov

• GMC je vse svoje strokovno znanje in izkušnje pri izdelavi tovornjakov vložil v pickup Sierra EV