Il polipropilene rinforzato con fibre di vetro lunghe (LGFPP) è un materiale composito di polipropilene modificato con fibre di vetro di lunghezza compresa tra 10 e 25 mm, che viene formato in una struttura tridimensionale mediante stampaggio a iniezione e altri processi. Grazie alle sue eccellenti prestazioni complessive, il polipropilene rinforzato con fibre di vetro lunghe è sempre più utilizzato nel settore automobilistico.
Caratteristiche e vantaggi del polipropilene rinforzato con fibre di vetro lunghe
- Buona stabilità dimensionale
- Eccellente resistenza alla fatica
- piccole prestazioni di scorrimento
- Anisotropia ridotta, bassa deformazione di warping.
- Eccellenti proprietà meccaniche, in particolare resistenza agli urti.
- Buona fluidità, adatta alla lavorazione di prodotti a parete sottile
Il polipropilene rinforzato con fibre di vetro lunghe (LGFPP) da 10 a 25 mm presenta maggiore resistenza, rigidità, tenacità, stabilità dimensionale e minore deformazione rispetto al comune polipropilene rinforzato con fibre di vetro corte (GFPP) da 4 a 7 mm. Inoltre, il materiale in polipropilene rinforzato con fibre di vetro lunghe non subisce uno scorrimento viscoso significativo nemmeno se sottoposto ad alte temperature di 100 °C e ha una migliore resistenza allo scorrimento viscoso rispetto al polipropilene rinforzato con fibre di vetro corte.
Nel prodotto stampato a iniezione, le lunghe fibre di vetro sono disposte in modo sfalsato a formare una struttura reticolare tridimensionale. Anche dopo la combustione del substrato di polipropilene, la rete di lunghe fibre di vetro continua a formare uno scheletro di fibre di vetro con una certa resistenza, mentre le fibre di vetro corte, dopo la combustione, si trasformano generalmente in uno scheletro di fibre non resistenti. Questa situazione è dovuta principalmente al fatto che il rapporto lunghezza-diametro della fibra di rinforzo determina l'effetto di rinforzo. I riempitivi e le fibre di vetro corte con un rapporto di aspetto critico inferiore a 100 non hanno funzione di rinforzo, mentre le fibre di vetro lunghe con un rapporto di aspetto critico superiore a 100 svolgono un ruolo di rinforzo.
Rispetto ai materiali metallici e ai materiali compositi termoindurenti, la plastica in fibra di vetro lunga ha una bassa densità e il peso dello stesso componente può essere ridotto dal 20% al 50%. La plastica in fibra di vetro lunga offre ai progettisti una maggiore flessibilità di progettazione, consentendo la realizzazione di forme complesse tramite stampaggio. Il numero di componenti e parti integrate utilizzate consente di risparmiare sui costi degli stampi (generalmente, il costo degli stampi a iniezione per la plastica in fibra di vetro lunga è circa il 20% di quello degli stampi per stampaggio metallico) e riduce il consumo energetico (il consumo energetico di produzione della plastica in fibra di vetro lunga è solo il 60%-80% di quello dei prodotti in acciaio e il 35%-50% di quello dei prodotti in alluminio), semplificando il processo di assemblaggio.
Applicazione del polipropilene rinforzato con fibre di vetro lunghe nei componenti automobilistici
Il polipropilene rinforzato con fibre lunghe viene utilizzato nella struttura del cruscotto dell'auto, nel supporto della batteria, nel modulo anteriore, nella centralina, nel telaio di supporto del sedile, nella copertura di ricambio, nel parafango, nella copertura del telaio, nella barriera antirumore, nel telaio della portiera posteriore, ecc.
Modulo front-end: Per i moduli front-end automobilistici, l'utilizzo del materiale LGFPP (contenuto di LGF al 30%) consente di integrare in un unico componente più di 10 parti metalliche tradizionali, come radiatori, altoparlanti, condensatori e staffe; inoltre, offre una maggiore resistenza alla corrosione rispetto alle parti metalliche. La densità è ridotta, il peso è diminuito di circa il 30% e si ottiene un maggiore grado di libertà progettuale. Il materiale può essere riciclato direttamente senza necessità di selezione e lavorazione, riducendo i costi di produzione e offrendo evidenti vantaggi in termini di riduzione dei costi.
Struttura del cruscotto: Per i materiali flessibili della struttura del cruscotto, l'utilizzo del materiale LGFPP offre maggiore resistenza, modulo di flessione più elevato e migliore fluidità rispetto ai materiali PP caricati. A parità di resistenza, lo spessore del cruscotto può essere ridotto, con conseguente diminuzione del peso, pari a circa il 20%. Allo stesso tempo, la tradizionale staffa del cruscotto multicomponente può essere trasformata in un modulo singolo. Inoltre, la scelta del materiale per il corpo del condotto di sbrinamento anteriore e per il telaio centrale del cruscotto è generalmente identica a quella del telaio principale, contribuendo ulteriormente alla riduzione del peso.
Schienale: può sostituire il tradizionale telaio in acciaio per ottenere una riduzione di peso del 20%, e offre un'eccellente libertà di progettazione e prestazioni meccaniche, oltre a caratteristiche come uno spazio di seduta ampliato.
L'importanza applicativa del polipropilene rinforzato con fibre di vetro lunghe nel settore automobilistico.
In termini di sostituzione dei materiali, i prodotti in polipropilene rinforzato con fibre di vetro lunghe possono ridurre contemporaneamente peso e costi. In passato, i materiali metallici erano sostituiti da materiali rinforzati con fibre di vetro corte. Negli ultimi anni, con l'applicazione e lo sviluppo di materiali leggeri, i materiali in polipropilene rinforzato con fibre di vetro lunghe hanno gradualmente sostituito le plastiche rinforzate con fibre di vetro corte in un numero sempre maggiore di componenti automobilistici, promuovendo ulteriormente la ricerca e l'applicazione dei materiali LGFPP nel settore automobilistico.
Data di pubblicazione: 13 settembre 2021
