Langglasfaserverstärktes Polypropylen ist ein modifizierter Polypropylen-Verbundwerkstoff mit einer Glasfaserlänge von 10–25 mm, der durch Spritzguss und andere Verfahren zu einer dreidimensionalen Struktur geformt wird (abgekürzt LGFPP). Aufgrund seiner hervorragenden Gesamtleistung wird langglasfaserverstärktes Polypropylen im Automobilbereich immer häufiger eingesetzt.
Die Eigenschaften und Vorteile von langglasfaserverstärktem Polypropylen
- Gute Dimensionsstabilität
- Hervorragende Ermüdungsbeständigkeit
- Kleine Kriechleistung
- Geringe Anisotropie, geringe Verzugsdeformation
- Hervorragende mechanische Eigenschaften, insbesondere Schlagfestigkeit
- Gute Fließfähigkeit, geeignet für die Verarbeitung dünnwandiger Produkte
Glasfaserverstärktes Polypropylen (LGFPP) mit 10–25 mm Länge weist im Vergleich zu herkömmlichem, kurzglasfaserverstärktem Polypropylen (GFPP) mit 4–7 mm Länge eine höhere Festigkeit, Steifigkeit, Zähigkeit, Dimensionsstabilität und geringe Verformung auf. Darüber hinaus weist langglasfaserverstärktes Polypropylen selbst bei hohen Temperaturen von 100 °C keine nennenswerte Kriechneigung auf und weist eine bessere Kriechfestigkeit als kurzglasfaserverstärktes Polypropylen auf.
Im Spritzgussprodukt sind die Langglasfasern zu einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur angeordnet. Auch nach dem Brennen des Polypropylensubstrats bildet das Langglasfasernetzwerk noch ein Glasfaserskelett mit einer gewissen Festigkeit, während Kurzglasfasern nach dem Brennen in der Regel ein festigkeitsloses Skelett bilden. Dies liegt hauptsächlich daran, dass das Längen-Durchmesser-Verhältnis der Verstärkungsfasern deren Verstärkungswirkung bestimmt. Füllstoffe und Kurzglasfasern mit einem kritischen Aspektverhältnis unter 100 wirken nicht verstärkend, während Langglasfasern mit einem kritischen Aspektverhältnis über 100 eine verstärkende Funktion haben.
Im Vergleich zu Metallwerkstoffen und duroplastischen Verbundwerkstoffen weist Langglasfaserkunststoff eine geringe Dichte auf, wodurch das Gewicht desselben Teils um 20 bis 50 % reduziert werden kann. Langglasfaserkunststoff bietet Designern mehr Gestaltungsfreiheit, beispielsweise bei der Herstellung von komplex geformten Formen. Die Anzahl der verwendeten Komponenten und integrierten Teile spart Formkosten (im Allgemeinen betragen die Kosten für Spritzgussformen aus Langglasfaserkunststoff etwa 20 % der Kosten für Metallstanzformen) und reduziert den Energieverbrauch (der Produktionsenergieverbrauch von Langglasfaserkunststoff beträgt nur 60 % des Energieverbrauchs von Stahlprodukten, 80 % bis 35 % bis 50 % des Energieverbrauchs von Aluminiumprodukten), was den Montageprozess vereinfacht.
Anwendung von langglasfaserverstärktem Polypropylen in Autoteilen
Langfaserverstärktes Polypropylen wird im Armaturenbrettrahmen, in der Batteriehalterung, im Frontend-Modul, im Steuerkasten, im Sitzstützrahmen, in der Ersatzplazenta, im Kotflügel, in der Fahrgestellabdeckung, in der Lärmschutzwand, im hinteren Türrahmen usw. des Autos verwendet.
Frontend-Modul: Für Frontend-Module im Automobilbereich können durch die Verwendung von LGFPP (LGF-Gehalt 30 %) mehr als zehn herkömmliche Metallteile wie Kühler, Lautsprecher, Kondensatoren und Halterungen zu einem Ganzen integriert werden. Es ist korrosionsbeständiger als Metallteile. Die Dichte ist geringer, das Gewicht um ca. 30 % reduziert und es bietet einen höheren Grad an Gestaltungsfreiheit. Es kann ohne Sortierung und Verarbeitung direkt recycelt werden, senkt die Herstellungskosten und bietet deutliche Vorteile bei der Kostensenkung.
Instrumententafel-Skelett: Bei weichen Instrumententafel-Skelettmaterialien weist LGFPP eine höhere Festigkeit, einen höheren Biegemodul und eine bessere Fließfähigkeit als gefüllte PP-Materialien auf. Bei gleicher Festigkeit kann die Dicke der Instrumententafel reduziert und so Gewicht eingespart werden. Der Gesamteffekt der Gewichtsreduzierung beträgt etwa 20 %. Gleichzeitig kann die herkömmliche mehrteilige Instrumententafelhalterung zu einem einzigen Modul weiterentwickelt werden. Darüber hinaus wird für den vorderen Entfrosterkanalkörper und den mittleren Rahmen des Armaturenbretts im Allgemeinen das gleiche Material wie für den Hauptrahmen des Armaturenbretts gewählt, was den Gewichtsreduzierungseffekt weiter verbessern kann.
Rückenlehne: Sie kann den herkömmlichen Stahlrahmen ersetzen, wodurch eine Gewichtsreduzierung von 20 % erreicht wird, und bietet hervorragende Gestaltungsfreiheit und mechanische Leistung sowie Funktionen wie einen erweiterten Sitzbereich.
Die Anwendungsbedeutung von langglasfaserverstärktem Polypropylen im Automobilbereich
Im Hinblick auf die Materialsubstitution können Produkte aus langglasfaserverstärktem Polypropylen Gewicht und Kosten gleichzeitig reduzieren. In der Vergangenheit ersetzten kurzglasfaserverstärkte Materialien Metallwerkstoffe. In den letzten Jahren haben langglasfaserverstärkte Polypropylenmaterialien mit der Anwendung und Entwicklung von Leichtbaumaterialien nach und nach kurzglasfaserverstärkte Kunststoffe in immer mehr Autoteilen ersetzt, was weiter vorangetrieben wird. Die Forschung und Anwendung von LGFPP-Materialien in Automobilen.
Beitragszeit: 13.09.2021
