Los termoplásticos reforzados con fibra larga (LFT) son la resina base más utilizada para LFT, seguidos por PP, PA y también PBT, PPS, PPA, TPU y otras resinas. Vale la pena mencionar que se necesitan diferentes fibras para diferentes resinas para lograr mejores resultados.

Desarrollo de LFT

En 1980, Polymer Composites Corporation (PCI), EE. UU., fue la primera en proponer el concepto de diseño teórico de LFT y llevó a cabo investigaciones de preparación y desarrollo de productos.

En 1990, la empresa británica de compuestos (ICI) desarrolló con éxito por primera vez partículas LFT con el nombre comercial de Verton. Comenzó a aplicarse al diseño y preparación de piezas automotrices.

En 2000, el 80% de los productos LFT se utilizaron en piezas de automóviles. Ha hecho contribuciones sobresalientes al aligeramiento de automóviles.

LFT en aplicaciones de automoción

Módulo frontal: para el módulo frontal automotriz, el material PP-LGF40 se puede utilizar para integrar más de 10 piezas metálicas tradicionales, como radiador, bocina, condensador, soporte, etc. en una sola unidad; en comparación con las piezas metálicas más resistentes a la corrosión, menos densas, con una reducción de peso de alrededor del 30 %, con mayor libertad de diseño, se pueden reciclar directamente sin clasificar ni desechar; reduce los costes de fabricación, con evidentes ventajas de reducción de costes.

Esqueleto del cuerpo del salpicadero: para el material del esqueleto del salpicadero blando, el uso de LGFPP tiene mayor resistencia, cambio de módulo de flexión y mejor fluidez que el material de PP relleno. Con la misma fuerza, el grosor del diseño del salpicadero se puede adelgazar, lo que reduce el peso, por lo general, el efecto de reducción de peso es de aproximadamente un 20 %. Al mismo tiempo, el soporte de salpicadero tradicional de varias partes se puede desarrollar en un solo módulo. Además, el cuerpo del conducto de aire de descongelación frontal del salpicadero, la selección del material del esqueleto medio del salpicadero, generalmente con el esqueleto del cuerpo del salpicadero usando el mismo material, puede mejorar aún más el efecto de reducción de peso.

Módulo de puerta (esqueleto del panel central de la puerta)

El módulo de puerta de plástico Hyundai Sonata, que alguna vez usó polipropileno de fibra de vidrio larga SABICSTAMAX, ganó un premio a la innovación en la Sociedad de Ingenieros Plásticos (SPE). El módulo de la puerta delantera del nuevo Ford Fiesta integra una variedad de componentes funcionales, como cerraduras de puertas, elevadores de cristales de puertas, altavoces, dispositivos antirrobo, etc. El panel interior de la puerta del Mazda6 y el FAW Pentium B70 están hechos de LGFPP.

Módulo de puerta para VW A5
Mecanismo de cambio de marchas (pivote de la palanca de cambios)

El mecanismo de cambio de marchas utiliza principalmente material metálico y material de nailon de fibra corta. En la actualidad, algunos modelos extranjeros han tratado de utilizar material de polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga en lugar de material de nailon de fibra de vidrio corta para el esqueleto del mecanismo de cambio de marchas. El material de nylon es fácil de absorber agua, y la tasa de absorción de agua de las piezas terminadas generalmente es superior al 0,7%. En el entorno de alta temperatura y alta humedad, existe el riesgo de falla; si se cambia a material de polipropileno de fibra de vidrio larga, que no es fácil de absorber agua, estos problemas pueden evitarse. Al mismo tiempo, el uso de material PP reforzado con fibra de vidrio larga puede desempeñar un papel en la reducción de peso y reducción de costos.

Pedal del acelerador electrónico:
el brazo del pedal del acelerador electrónico debe soportar una gran fuerza, por lo tanto, su material seleccionado debe tener excelentes propiedades mecánicas, mejor dureza y las propiedades del material no deben tener grandes cambios bajo temperaturas altas y bajas. En la actualidad, el brazo del pedal del acelerador electrónico está hecho principalmente de material PA reforzado con fibra de vidrio. Tekona Material ha utilizado con éxito plástico de fibra de vidrio largo (grado CelstranPP-LGF40/50) para el pedal del acelerador electrónico, que tiene un buen rendimiento de bajo olor y alta resistencia, y un costo más bajo que el material PA reforzado. El plástico de fibra de vidrio largo se puede usar en el respaldo del asiento, reemplazando el marco de acero tradicional para lograr una reducción de peso del 20% y una excelente libertad de diseño y propiedades mecánicas, espacio para pasajeros ampliado, etc.

Canales de drenaje del techo corredizo

Además, el plástico largo de fibra de vidrio se puede convertir en una bandeja de batería, un marco de techo corredizo, un compartimiento para la llanta de repuesto y una cubierta para el compartimiento de la llanta de repuesto. El Ford KUGA (2010) usa PP-LGF40 para el panel interior de la puerta trasera.


Estado actual y enfoque del desarrollo de piezas de material LFT

La reducción de peso y la reducción de costos siempre ha sido un tema de mayor preocupación para todo el vehículo, en comparación con la aplicación exitosa de las compañías de automóviles extranjeras a PP-LGF como un nuevo material liviano, todavía hay muchas Dificultades a superar en el proceso de implantación de marcas independientes. Por ejemplo:

(1) el establecimiento del concepto de razón EVI (abreviatura de EarlyVendorInvolvement): es decir, los proveedores de piezas del sistema proveedor de materiales, en la etapa de desarrollo del concepto para intervenir en el nuevo proyecto modelo, comprender completamente la demanda de materiales de los usuarios de la planta anfitriona, a fin de mejorar el rendimiento de los productos y servicios para cambiar; si solo las empresas de automóviles de referencia tienen materiales como base para la selección de materiales, el modelo enumerado con el automóvil de referencia tiene aproximadamente 5 La brecha de selección de materiales de aproximadamente 5 años.

(2) análisis de costos: si se trata únicamente de consideraciones de costos de materias primas, el precio por kilogramo de plástico es más alto que el de los materiales metálicos; pero el molde preliminar cuesta menos inversión, las piezas de plástico moldean por inyección solo el 50% de la misma pieza del molde de acero, el molde moldeado solo el 30 ~ 40% de la misma pieza del molde de acero; Los componentes periféricos integrados, el suministro modular, pueden ahorrar aún más el ensamblaje de la planta anfitriona y otros costos, reducir las herramientas de ensamblaje y ahorrar espacio.

(3) Otros aspectos: los cambios en el tipo de materiales utilizados para los componentes, los cambios en la contracción del material requieren el desarrollo de nuevos moldes; al mismo tiempo, para materiales especiales de fibra de vidrio larga, la necesidad de utilizar diferentes equipos de procesamiento, como máquinas de moldeo por inyección convencionales. Aunque, como partes subcontratadas, la mayor parte de la investigación técnica la llevan a cabo los proveedores de primer nivel, pero en la planta anfitriona es necesario hacer un buen trabajo en la industrialización de materiales de fibra de vidrio larga en el proceso de varios problemas técnicos para hacer frente con medidas.

En el desarrollo de aplicaciones de plásticos reforzados con fibra de vidrio larga, las empresas de automóviles extranjeras en el desarrollo de aplicaciones son más profundas y, por delante de la marca independiente nacional, hay más que aprender de la aplicación de las empresas de automóviles extranjeras para absorber los casos de aplicación maduros y la tecnología avanzada. .

Entre las marcas nacionales, los automóviles de pasajeros Great Wall Motor y SAIC están a la vanguardia, mientras que los automóviles de pasajeros Geely, Chery y Changan también han llevado a cabo una gran cantidad de trabajo de desarrollo de aplicaciones. Great Wall Motor ha llevado a cabo un exhaustivo trabajo de investigación sobre piezas y componentes de plástico, y algunos de ellos se han aplicado en la producción en masa; con el apoyo de proyectos nacionales, SAIC ha investigado y utilizado muchas piezas LGFPP en vehículos eléctricos puros como el E50. En la industria, con base en la Automotive Lightweighting Alliance, se lleva a cabo el intercambio y la comunicación de tecnología de aligeramiento (incluida la tecnología de materiales de aligeramiento); en la empresa se construye una plataforma para la aplicación de tecnología de aligeramiento para vehículos completos,

En términos de sustitución de materiales, los productos de plástico de fibra de vidrio larga pueden desempeñar el papel de reducción de peso y reducción de costos al mismo tiempo. En los últimos años, con el desarrollo de la aplicación de materiales livianos, el material de polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga ha reemplazado gradualmente al plástico de nailon de fibra de vidrio corta en más y más piezas de automóviles, lo que promueve aún más la investigación y la aplicación del material LGFPP en automóviles.