Langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT) sind das am häufigsten verwendete Basisharz für LFT, gefolgt von PP, PA sowie PBT, PPS, PPA, TPU und anderen Harzen. Erwähnenswert ist, dass für unterschiedliche Harze unterschiedliche Fasern benötigt werden, um bessere Ergebnisse zu erzielen.

Entwicklung von LFT

Im Jahr 1980 war die Polymer Composites Corporation (PCI), USA, die erste, die das theoretische Designkonzept von LFT vorschlug und Vorbereitungsforschung und Produktentwicklung durchführte.

Im Jahr 1990 entwickelte das britische Verbundwerkstoffunternehmen (ICI) erstmals erfolgreich LFT-Partikel unter dem Handelsnamen Verton. Es begann, es auf die Konstruktion und Herstellung von Automobilteilen anzuwenden.

Im Jahr 2000 wurden 80 % der LFT-Produkte in Automobilteilen verwendet. Es hat herausragende Beiträge zur Leichtbauweise von Automobilen geleistet.

LFT in Automobilanwendungen

Front-End-Modul: Für Automotive-Front-End-Module kann das PP-LGF40-Material verwendet werden, um mehr als 10 herkömmliche Metallteile wie Kühler, Hupe, Kondensator, Halterung usw. in einer einzigen Einheit zu integrieren; im Vergleich zu Metallteilen korrosionsbeständiger, weniger dicht, Gewichtsreduzierung um ca. 30 %, bei größerer Gestaltungsfreiheit, direkt recycelbar ohne Sortierung und Entsorgung; reduziert die Herstellungskosten mit offensichtlichen Kostensenkungsvorteilen.

Armaturenbrett-Körperskelett: Bei weichem Armaturenbrett-Skelettmaterial bietet die Verwendung von LGFPP eine höhere Festigkeit, Änderung des Biegemoduls und eine bessere Fließfähigkeit als gefülltes PP-Material. Bei gleicher Festigkeit kann die Dicke des Armaturenbrettdesigns verringert werden, wodurch das Gewicht reduziert wird. Im Allgemeinen beträgt der Gewichtsreduzierungseffekt etwa 20 %. Gleichzeitig kann die herkömmliche mehrteilige Armaturenbretthalterung zu einem einzigen Modul weiterentwickelt werden. Darüber hinaus kann der Gewichtsreduzierungseffekt durch die Wahl des Materials für den vorderen Entfrostungsluftkanal des Armaturenbretts und die Auswahl des Materials für das mittlere Skelett des Armaturenbretts, bei dem im Allgemeinen das gleiche Material für das Skelett des Armaturenbrettkörpers verwendet wird, weiter verstärkt werden.

Türmodul (Skelett der Türmittelplatte)

Das Kunststoff-Türmodul des Hyundai Sonata, das einst aus SABICSTAMAX-Langglasfaser-Polypropylen bestand, wurde von der Society of Plastics Engineers (SPE) mit einem Innovationspreis ausgezeichnet. Das neue Vordertürmodul des Ford Fiesta integriert eine Vielzahl funktionaler Komponenten wie Türschlösser, Türglasheber, Lautsprecher, Diebstahlsicherungen usw. Die innere Türverkleidung des Mazda6 und der FAW Pentium B70 bestehen aus LGFPP.

Türmodul für VW A5
Schaltmechanismus (Schaltzapfen)

Der Schaltmechanismus besteht hauptsächlich aus Metallmaterial und kurzfaserigem Nylonmaterial. Gegenwärtig haben einige ausländische Modelle versucht, für das Getriebeschaltmechanismus-Skelett Material aus langglasfaserverstärktem Polypropylen anstelle von Material aus kurzglasfaserverstärktem Nylon zu verwenden. Nylonmaterial nimmt leicht Wasser auf und die Wasseraufnahmerate der fertigen Teile liegt im Allgemeinen über 0,7 %. In einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit besteht die Gefahr eines Ausfalls; Durch die Umstellung auf Langglasfaser-Polypropylenmaterial, das nicht leicht Wasser aufnimmt, können solche Probleme vermieden werden. Gleichzeitig kann der Einsatz von langglasfaserverstärktem PP-Material zur Gewichtsreduzierung und Kostenreduzierung beitragen.

Elektronisches Gaspedal:
Der elektronische Gaspedalarm muss einer großen Kraft standhalten. Daher muss das ausgewählte Material hervorragende mechanische Eigenschaften und eine bessere Zähigkeit aufweisen und die Materialeigenschaften dürfen sich bei hohen und niedrigen Temperaturen nicht stark ändern. Der elektronische Gaspedalarm besteht derzeit überwiegend aus glasfaserverstärktem PA-Material. Tekona Material hat erfolgreich Langglasfaserkunststoff (Klasse CelstranPP-LGF40/50) für elektronische Gaspedale verwendet, der eine gute Leistung bei geringem Geruch und hoher Festigkeit sowie geringere Kosten als verstärktes PA-Material aufweist. Langglasfaserkunststoff kann in verwendet werden Rückenlehne, die den traditionellen Stahlrahmen ersetzt, um eine Gewichtsreduzierung von 20 % zu erreichen, und ausgezeichnete Gestaltungsfreiheit und mechanische Eigenschaften, erweiterten Fahrgastraum usw.

Schiebedach-Entwässerungskanäle

Darüber hinaus können lange Glasfaserkunststoffe zu einem Batteriefach, einem Schiebedachrahmen, einem Reserveradfach und einer Reserveradfachabdeckung verarbeitet werden. Beim Ford KUGA (2010) wird PP-LGF40 für die innere Hintertürverkleidung verwendet.


Aktueller Stand und Schwerpunkt der Entwicklung von LFT-Materialteilen

Gewichtsreduzierung und Kostenreduzierung waren schon immer ein Thema mit größerer Bedeutung für das gesamte Fahrzeug, verglichen mit der erfolgreichen Anwendung ausländischer Automobilhersteller auf PP-LGF als neues Leichtbaumaterial, gibt es immer noch viele Schwierigkeiten, die es bei der Umsetzung unabhängiger Marken zu überwinden gilt. Zum Beispiel:

(1) EVI-Konzept (Abkürzung für EarlyVendorInvolvement): Das heißt, die Teilelieferanten des Materiallieferantensystems greifen in der Konzeptentwicklungsphase in das neue Modellprojekt ein und verstehen die Nachfrage der Benutzer des Host-Werks nach Materialien vollständig die Leistung der zu ändernden Produkte und Dienstleistungen verbessern; Wenn nur die Benchmark-Autounternehmen Materialien als Grundlage für die Materialauswahl verwenden, weist das mit dem Benchmark-Auto aufgeführte Modell etwa 5 Jahre auf. Die Materialauswahllücke beträgt etwa 5 Jahre.

(2) Kostenanalyse: Rein aus Rohstoffkostengründen ist der Preis pro Kilogramm Kunststoff höher als bei Metallmaterialien; aber die vorläufige Form kostet weniger Investitionen, Kunststoffteile-Spritzgussform nur 50 % des gleichen Teils der Stahlform, geformte Form nur 30 ~ 40 % des gleichen Teils der Stahlform; Integrierte Peripheriekomponenten, modulare Versorgung, können die Montage der Host-Anlage und andere Kosten weiter einsparen, Montagewerkzeuge reduzieren und Platz sparen.

(3) Andere Aspekte: Änderungen in der Art der für Komponenten verwendeten Materialien, Änderungen in der Materialschrumpfung erfordern die Entwicklung neuer Formen; Gleichzeitig besteht für Langglasfaser-Spezialmaterialien die Notwendigkeit, unterschiedliche Verarbeitungsgeräte wie herkömmliche Spritzgießmaschinen einzusetzen. Da die Teile ausgelagert werden, wird der Großteil der technischen Forschung zwar von den Lieferanten der ersten Stufe durchgeführt, doch im Host-Werk muss bei der Industrialisierung von Langglasfasermaterialien gute Arbeit geleistet werden, um verschiedene technische Probleme zu lösen mit Maßnahmen.

Bei der Anwendungsentwicklung von langglasfaserverstärkten Kunststoffen gehen ausländische Automobilhersteller tiefer in die Anwendungsentwicklung ein und haben gegenüber inländischen unabhängigen Marken mehr Möglichkeiten, aus der Anwendung ausländischer Automobilhersteller zu lernen, um ausgereifte Anwendungsfälle und fortschrittliche Technologie zu absorbieren .

Unter den inländischen Marken stehen Great Wall Motor und SAIC-Pkw an der Spitze, während auch die Pkw Geely, Chery und Changan viel Anwendungsentwicklungsarbeit geleistet haben. Great Wall Motor hat umfangreiche Forschungsarbeiten zu Kunststoffteilen und -komponenten durchgeführt und einige davon wurden in der Massenproduktion eingesetzt. Mit der Unterstützung nationaler Projekte hat SAIC viele LGFPP-Teile erforscht und in reinen Elektrofahrzeugen wie dem E50 eingesetzt. In der Branche erfolgt auf Basis der Automotive Lightweighting Alliance der Austausch und die Kommunikation von Leichtbautechnologie (einschließlich Leichtbaumaterialtechnologie); im Unternehmen wird eine Plattform zur Anwendung der Leichtbautechnologie für Gesamtfahrzeuge aufgebaut,

Im Hinblick auf die Materialsubstitution können Langglasfaser-Kunststoffprodukte gleichzeitig zur Gewichtsreduzierung und Kostenreduzierung beitragen. In den letzten Jahren hat mit der Entwicklung leichter Materialanwendungen nach und nach das mit langen Glasfasern verstärkte Polypropylen-Material in immer mehr Automobilteilen Kurzglasfaser-Nylon-Kunststoff ersetzt, was die Forschung und Anwendung von LGFPP-Material in Automobilen weiter vorantreibt.