Термопласты, армированные длинными волокнами (LFT) являются наиболее часто используемой базовой смолой для LFT, за ней следуют PP, PA, а также PBT, PPS, PPA, TPU и другие смолы. Стоит отметить, что для достижения лучших результатов для разных смол необходимы разные волокна.

Разработка LFT

В 1980 году компания Polymer Composites Corporation (PCI), США, первой предложила теоретическую концепцию проектирования LFT и провела подготовительные исследования и разработку продукта.

В 1990 году британская компания по производству композитов (ICI) впервые успешно разработала частицы LFT под торговой маркой Verton. Его начали применять при проектировании и изготовлении автомобильных деталей.

В 2000 году 80% продукции LFT использовалось в автомобильных деталях. Она внесла выдающийся вклад в облегчение автомобилей.

LFT в автомобильной промышленности

Внешний модуль: для автомобильного внешнего модуля материал PP-LGF40 можно использовать для объединения более 10 традиционных металлических деталей, таких как радиатор, звуковой сигнал, конденсатор, кронштейн и т. д., в единый блок; по сравнению с металлическими деталями более устойчивы к коррозии, менее плотные, снижение веса примерно на 30%, более высокая свобода проектирования, могут быть переработаны напрямую без сортировки и утилизации; снижает производственные затраты с очевидными преимуществами снижения затрат.

Каркас корпуса приборной панели: Для мягкого материала каркаса приборной панели использование LGFPP имеет более высокую прочность, изменение модуля изгиба и лучшую текучесть, чем материал из наполненного ПП. При той же прочности толщину конструкции приборной панели можно уменьшить, тем самым уменьшив вес, обычно эффект снижения веса составляет около 20%. В то же время традиционный кронштейн приборной панели, состоящий из нескольких частей, можно превратить в единый модуль. Кроме того, корпус переднего воздуховода для размораживания приборной панели, выбор материала среднего каркаса приборной панели, как правило, при использовании каркаса корпуса приборной панели из того же материала, может еще больше усилить эффект снижения веса.

Дверной модуль (каркас центральной панели двери)

Пластиковый дверной модуль Hyundai Sonata, в котором когда-то использовался полипропилен из длинного стекловолокна SABICSTAMAX, получил награду за инновации Общества инженеров по пластмассам (SPE). Новый модуль передней двери Ford Fiesta объединяет множество функциональных компонентов, таких как дверные замки, подъемники дверных стекол, динамики, противоугонные устройства и т. д. Внутренняя дверная панель Mazda6 и FAW Pentium B70 изготовлены из LGFPP.

Дверной модуль для VW A5
Механизм переключения передач (шарнир переключения передач)

В механизме переключения передач в основном используются металлические материалы и нейлон с короткими волокнами. В настоящее время в некоторых зарубежных моделях для каркаса механизма переключения передач вместо короткого нейлона из стекловолокна пытаются использовать полипропиленовый материал, армированный длинным стекловолокном. Нейлоновый материал легко впитывает воду, а степень водопоглощения готовых деталей обычно превышает 0,7%. В условиях высокой температуры и высокой влажности существует риск выхода из строя; если заменить его на полипропиленовый материал с длинным стекловолокном, который нелегко впитывает воду, таких проблем можно избежать. В то же время использование полипропилена, армированного длинным стекловолокном, может сыграть роль в снижении веса и стоимости.

Электронная педаль газа:
Рычаг электронной педали газа должен выдерживать большую силу, поэтому выбранный материал должен иметь превосходные механические свойства, лучшую прочность, а свойства материала не должны сильно меняться при высоких и низких температурах. В настоящее время электронный рычаг педали акселератора в основном изготовлен из армированного стекловолокном материала PA. Tekona Material успешно использовала длинный стекловолоконный пластик (сорт CelstranPP-LGF40/50) для электронной педали газа, который имеет хорошие характеристики, слабый запах и высокую прочность, а также более низкую стоимость, чем армированный материал PA. Длинный стекловолоконный пластик можно использовать в спинка сиденья, заменяющая традиционную стальную раму для достижения снижения веса на 20%, а также превосходную свободу дизайна и механические свойства, расширенное пассажирское пространство и т. д.

Дренажные каналы люка

Кроме того, из длинного стеклопластика можно изготовить поддон для аккумуляторной батареи, раму люка в крыше, отсек для запасного колеса и крышку отсека для запасного колеса. В Ford KUGA (2010 г.) для внутренней панели задней двери используется PP-LGF40.


Текущее состояние и направленность разработки деталей из материала LFT

Снижение веса и стоимости всегда было темой, вызывающей большую озабоченность для всего транспортного средства, по сравнению с успешным применением иностранными автомобильными компаниями PP-LGF в качестве нового легкого материала, все еще существует много трудностей, которые необходимо преодолеть в процесс внедрения независимых брендов. Например:

(1) установление причины концепции EVI (аббревиатура EarlyVendorInvolvement): то есть поставщики деталей системы поставщиков материалов, на стадии разработки концепции, чтобы вмешиваться в новый модельный проект, полностью понимают спрос пользователя принимающего предприятия на материалы, с целью повышения производительности продуктов и услуг, подлежащих изменению; если только эталонные автомобильные предприятия используют материалы в качестве основы для выбора материала, модель, указанная с эталонным автомобилем, имеет около 5. Разрыв в выборе материала составляет около 5 лет.

(2) анализ затрат: если исходить исключительно из соображений стоимости сырья, цена за килограмм пластика выше, чем цена металлических материалов; но предварительная форма требует меньше инвестиций, литьевая форма для пластиковых деталей составляет только 50% той же стальной формы, формованная форма - только 30 ~ 40% той же стальной формы; интегрированные периферийные компоненты, модульная поставка, могут дополнительно сэкономить сборку основного предприятия и другие затраты, уменьшить количество сборочных инструментов, сэкономить место.

(3) Другие аспекты: изменение типа материалов, используемых для изготовления компонентов, изменение усадки материала требуют разработки новых форм; в то же время для специальных материалов из длинного стекловолокна необходимо использовать различное технологическое оборудование, такое как обычные машины для литья под давлением. Несмотря на то, что в качестве аутсорсинговых частей большая часть технических исследований проводится поставщиками первого уровня, но на принимающем заводе необходимо хорошо поработать над индустриализацией длинных стекловолоконных материалов в процессе решения различных технических проблем. с мерами.

При разработке приложений длинных пластиков, армированных стекловолокном, иностранные автомобильные компании в разработке приложений являются более глубокими и опережают отечественные независимые бренды, чтобы больше учиться на приложениях иностранных автомобильных компаний, чтобы освоить зрелые случаи применения и передовые технологии.

Среди отечественных брендов легковые автомобили Great Wall Motor и SAIC находятся на переднем крае, а легковые автомобили Geely, Chery и Changan также провели большую работу по разработке приложений. Great Wall Motor провела комплексные исследования пластиковых деталей и компонентов, некоторые из них были применены в массовом производстве; При поддержке национальных проектов компания SAIC исследовала и использовала многие детали LGFPP в электромобилях, таких как E50. В отрасли на базе Альянса автомобильного облегчения осуществляется обмен и коммуникация технологий облегчения веса (в том числе технологий облегчения материалов); в компании создана платформа для применения технологий облегчения целых транспортных средств, а также своевременно внедряются новые материалы и технологии в разработку целых транспортных средств.

Что касается замены материала, изделия из длинного стекловолокна могут одновременно способствовать снижению веса и стоимости. В последние годы, с развитием применения легких материалов, полипропиленовый материал, армированный длинным стекловолокном, постепенно заменил нейлоновый пластик с коротким стекловолокном во все большем количестве автомобильных деталей, что еще больше способствует исследованиям и применению материала LGFPP в автомобилях.