Masterwork intensif komposit:Corvette 2020, Bagian 2

Awal tahun ini, angsuran pertama Chevrolet Corvette generasi kedelapan mobil sport (C8s) dari General Motors Co. (GM, Detroit, Mich., AS) meluncur dari jalur perakitan GM Bowling Green, Ky., AS. Digambarkan sebagai “entri Corvette tercepat dan terkuat ” dalam 67 tahun sejarah model ini, ini juga merupakan Corvette yang paling intensif komposit , dan yang pertama menampilkan konfigurasi mid-engine. Tidak hanya Corvette Stingray 2020 cantik dan cepat, tapi diakali dengan sejumlah fitur mewah. Namun, jangan biarkan ketampanan dan waktu tempuh yang cepat menipu Anda:ada banyak inovasi komposit pada mobil ini. CW Cakupan dua bagian penggunaan komposit di kendaraan ini dimulai pada edisi Juli 2020. Ini adalah bagian 2.

Struktur tubuh:bagian B

Korvet baru memiliki tidak hanya satu tetapi dua batang yang, jika digabungkan, menampung 12,6 kaki kubik/0,36 meter kubik kargo. Kedua batang tersebut diproduksi dalam resin 42 wt-% fiberglass cincang/vinil ester-unsaturated polyester (VE-UP), tetapi menggunakan proses berbeda yang didorong oleh persyaratan geometri dan mekanis. Bagasi depan (frunk ) adalah senyawa cetakan lembaran (SMC) “float” 0,95-specific gravity (SG) yang dicetak dengan kompresi, sedangkan bagasi belakang dibentuk melalui proses PRiME (Penguatan Preposisi yang memastikan Keunggulan Manufaktur), varian cetakan kompresi cair (LCM). Float SMC dan proses PRiME dikembangkan oleh prosesor Molded Fiber Glass Co. (MFG, Ashtabula, Ohio, AS). MFG memproduksi semua bagian struktural SMC dan LCM di mobil.

“Meskipun kedua ruang dicirikan oleh dinding dangkal dan bergambar panjang, funk lebih kecil dari bagasi belakang, dan dapat dibentuk dengan kompresi,” jelas Chris Basela, Corvette insinyur pemimpin struktur tubuh. “Batang belakang membutuhkan kinerja mekanis yang lebih tinggi dan merupakan geometri yang sulit untuk diisi dengan muatan SMC. Karena proses PRiME memungkinkan kami mengubah panjang serat, kami dapat menggunakan tulangan yang ditempatkan sebelumnya lebih lama dalam bentuk awal kami. Mengalirkan resin [bukan kaca] membuktikan pendekatan terbaik.”

Teknik yang cerdas dan material baru adalah kunci untuk mendinginkan mesin C8. Beberapa jalur pendinginan utama (saluran masuk belakang di belakang setiap pintu, ventilasi ruang kemudi depan, dan saluran masuk pendingin tempel) mengalirkan saluran induksi yang sangat kompleks yang menyalurkan udara melalui kendaraan dan melintasi mesin, sebelum dikeluarkan melalui ventilasi mesh aluminium dan aplikasi SMC di kedua sisi partisi kaca yang menampilkan Corvette mesin. Aplikasi dibuat dengan float MFG (0,95-SG) SMC (kaca cincang/resin UP-VE). Rendah senyawa organik volatil (VOC), bahan ini mengurangi emisi dan menghilangkan kebutuhan akan resonator pada saluran induksi belakang, sekaligus mengurangi biaya dan massa (2,4 kilogram) dibandingkan teknologi alternatif.

Bingkai surround belakang yang besar dan terlihat oleh pelanggan — 64 kali 69 kali 24 inci (163 kali 175 kali 61 sentimeter) — yang mengelilingi bagian belakang kompartemen penumpang adalah cetakan kompresi di SMC 1.2-SG yang dikeraskan. Bahan yang diperkuat hibrida ini menampilkan serat karbon pada 15% fraksi volume serat (FVF) dan serat kaca pada 30% FVF, dengan resin UP VOC rendah, yang diformulasikan untuk menahan panas ruang mesin. Bingkai membentuk fondasi dimensi untuk semua panel eksterior dan interior belakang, namun desain yang fleksibel memungkinkannya digunakan untuk beberapa varian model. Berkat konsolidasi suku cadang yang signifikan, attachment sekunder dihilangkan, meningkatkan ruang paket interior, mengurangi kebisingan/getaran/kekerasan (NVH), memberikan struktur bodi dan kinerja penyegelan yang lebih baik, meningkatkan visibilitas palka belakang dan mengurangi massa (15%) dan biaya dibandingkan bingkai keluar. “Mengingat ukuran bagian ini, yang tingginya hampir 6 kali 6 kaki dan kedalaman 2 kaki, kami sebenarnya harus membuat material mengalir menanjak dalam cetakan, jadi kami semua sedikit khawatir pada bidikan pertama itu,” kenang Basela.

Yang tak kalah menarik adalah sekat (bingkai jendela tengah), yang diformulasikan khusus oleh MFG untuk mengatasi panas tinggi dan tantangan kebisingan, karena bagian kabin ini berada tepat di atas mesin V8. Penguatan fiberglass yang dikombinasikan dengan pengisi grafit berilium dalam resin VE-UP VOC rendah mematikan transmisi suara ke dalam kompartemen penumpang dengan sangat efektif sehingga menghilangkan kebutuhan akan tindakan pencegahan peredam suara sekunder. Itu, pada gilirannya, mengurangi biaya, meningkatkan ruang paket interior dan kenyamanan penumpang, dan meningkatkan penyegelan bodi dan NVH. “Dengan berat jenis 2,2, ini adalah bagian komposit pertama yang saya pernah diminta untuk menambahkan massa daripada mengeluarkannya ,” tawa Basela.

Menutup dan memangkas

Panel bodi eksterior semuanya terikat (dalam/luar), dicat, diperkeras 1.2-SG SMC (22-28% FVF fiberglass/resin UP, tergantung komponen) dari Continental Structural Plastics (CSP), sebuah perusahaan Grup Teijin (Auburn Hills, Mich., A.S.). Dengan mengunci penutup komposit, GM mencapai gaya agresif C8, aerodinamis, dan integrasi pendinginan fungsional, dengan bobot yang hemat biaya pada beberapa varian model menggunakan suku cadang umum. Semua panel bodi dicat sejajar pada "sistem skuk" di posisi kendaraan, menggunakan proses pengamplasan basah robotik inovatif Bowling Green.

Inovasi lain melibatkan penggunaan satu bagian, paking busa elastomer silikon thixotropic diterapkan ke sisi belakang pintu servis SMC, yang terletak di bagasi belakang (satu di coupés, dua di convertible), dan memungkinkan akses pelanggan ke udara- sistem penyaringan. Karena letaknya yang dekat dengan ruang mesin, elastomer busa di tempat (FIP) kinerja tinggi (Silastic 3-8186 dari Dow, Inc., Midland, Mich., AS) ditetapkan untuk bertahan pada suhu penggunaan terus-menerus hingga 392 °F/200 °C sekaligus memberikan segel yang tahan lama dengan ketahanan kompresi yang sangat baik, bahkan setelah siklus buka/tutup berulang. GM melaporkan bahwa sebagian besar busa dan gasket die-cut lainnya akan meleleh atau rusak di bawah paparan suhu seperti itu secara terus-menerus. Setelah pengeluaran, gasket yang digunakan dipanaskan pada 167°F/75°C selama 10 menit untuk mengembangkan busa, menghilangkan biaya pemotongan dan pemborosan. Pintunya sendiri terbuat dari SMC (42% kaca FVF dalam matriks VE-UP). Pelindung panas, diproduksi oleh Gentex Corp. (Carbondale, Pa., US) menggunakan kain aramid Kevlar aluminized tahan panas dan abrasi (serat dari DuPont de Nemours, Inc., Wilmington, Del., AS), memberikan interior pintu ekstra perlindungan termal.

GM juga menggunakan sistem keseimbangan roda presisi generasi kedua yang sepenuhnya otomatis pada C8. Dikembangkan bersama The 3M Co. (St. Paul, Minn., US) dan ESYS Automation (Auburn Hills, Mich., US), bobot roda komposit berdensitas tinggi (5,8-SG) dengan sifat magnetik yang disesuaikan menggantikan bobot logam bercap tradisional dalam baja, seng atau timah yang dicat yang memiliki massa spesifik dan harus diaplikasikan dengan tangan ke roda. Sistem baru ini menggunakan gulungan besar pita ekstrusi dengan lapisan perekat yang mengandung 67% volume pasca-industri, tahan korosi, paduan baja yang sepenuhnya dapat didaur ulang dalam basis fluoropolimer. Sistem otomatis memeriksa setiap roda, kemudian memotong dan menerapkan segmen pita pemberat khusus dalam peningkatan yang lebih kecil dan lebih presisi untuk meningkatkan pengendaraan dan mengurangi keausan ban. Ini juga mengurangi waktu dan biaya perakitan, menyederhanakan inventaris, menghilangkan skrap dan tenaga kerja, dan ditawarkan dalam lebih banyak warna daripada bobot logam.

Atap coupé tersedia dalam tiga tingkat trim:dicat, SMC yang dikeraskan dengan kepadatan rendah (dari CSP); polikarbonat (PC) yang bening dan berlapis keras; dan komposit serat karbon clear-coated/exposed-weave dengan tepi yang dicat (dari deBotech Inc., Mooresville, N.C.). CSP juga memasok beberapa panel SMC 1.2-SG Kelas A yang diperkuat untuk sistem atap yang dapat dibuka dengan model konvertibel.

Panel trim eksterior lainnya termasuk fasia depan termoplastik poliolefin (TPO) yang dicat atas dan bawah, yang terakhir dengan saluran terintegrasi untuk mengarahkan udara ke rem (hanya paket Z51) dan penukar panas tempel. Kisi-kisi luar dan ventilasi pendingin rem dicat acrylonitrile butadiene styrene (ABS).

Fasia belakang atas adalah TPO moulded-in-color (MIC), tetapi rakitan fasia belakang bawah dicat Kelas A, 1.2-SG SMC (resin kaca/UP), karena jaraknya yang dekat dengan ujung knalpot yang panas. Performa mekanis SMC yang luar biasa memungkinkan GM merancang overhang belakang pendek yang tidak didukung dan gunakan jarak yang lebih besar antara lampiran tanpa kendur. SMC juga menyebarkan beban secara efisien ke area yang lebih luas selama tabrakan belakang kecepatan rendah daripada termoplastik. Braket dan sensor bantuan parkir belakang terikat pada SMC. Ini adalah pertama kalinya fasia bumper SMC digunakan pada kendaraan bervolume tinggi.

Aplikasi palka belakang menampilkan PC/ABS yang dicat untuk panel atas, SMC dengan jaring aluminium untuk ventilasi samping dan aplikasi bawah SMC untuk mengakomodasi pemuatan termal langsung di atas mesin. Panel SMC ini diproduksi oleh Quantum Composites Inc. dari LyondellBasell (Bay City, Mich., A.S.). Sakelar pelepas gagang pintu adalah PC/ABS, sedangkan ventilasi udara masuk belakang adalah SMC. Mobil dasarnya menggunakan spoiler ABS blowmolded yang dicat dan gril pintu keluar udara belakang adalah ABS yang dicat dengan cetakan injeksi. Aplikasi pilar-A dan header dicat ABS, begitu pula tutup kaca spion luar dan kisi-kisi saluran masuk radiator. Bergantung pada paket opsi, bagian bawah sayap depan SMC yang diperkeras dan TPO yang di-blowmolded atau splitter/diffuser komposit serat karbon depan — karbon/epoksi yang dilapisi jelas/tampak-tenunan yang diproduksi oleh deBotech menggunakan prepreg dari Solvay Composite Materials (Alpharetta, Ga., AS) — berkontribusi stabilitas aerodinamis tambahan. Diffuser belakang pada SMC yang diperkuat dipasangkan dengan fasia belakang bawah SMC di SMC yang dicat Kelas A dari MFG.

Paket trim serat karbon premium menampilkan berbagai aksen serat karbon yang dilapisi jelas/terlihat di dalam dan luar, termasuk tutup kaca spion, sisipan gril depan, splitter depan, sayap aksesori, penutup kompartemen mesin, pelat sakelar pintu interior, rocker moulding, instrumen- panel panel cluster, penutup gagang pintu, applique seperempat, dan pelat kontrol pengendaraan. Komponen ini diproduksi oleh deBotech, SMI Composites LLC (Comer, Ga., U.S.) dan Plasan Carbon Composites (Wixom, Mich., U.S.).

Teknologi canggih

Korvet 2020 telah memenangkan banyak penghargaan industri bergengsi, termasuk 2020 MotorTrend Car of the Year, 2020 Automotive News PACE (Premier Automotive supplier Contributions to Excellence) Partnership Award, dan beberapa penghargaan dari Society of Plastics Engineers (SPE), termasuk Penghargaan Tim Teknik Kendaraan 2019 . “Meskipun Stingray baru arsitektur mid-engine mendominasi berita utama, di mana pun mesin berada — di depan atau di belakang pengemudi — selama delapan generasi, Corvette selalu maju dalam teknologi material otomotif,” tambah Tadge Juechter, chief engineer-Global Corvette. “Memajukan teknologi adalah inti dari apa yang kami lakukan.”