Long fiber thermoplastic (LFT) technology continues to develop. While automotive applications retain their market dominance, other industry areas are increasingly attracted by the promise of light weight and high strength - LFT PP compounds, for example, can offer lower cost alternatives to metals as well as higher cost technical engineered polymers.

Continuous penetration of LFT PP compounds in the automotive sector

According to a report released by AMI Consulting in September 2021, PP market penetration continues to rise. The report quantifies the use of LFT PP in granular form (LDT-G) and direct-in-line composite LFT PP (LDT-D) and tracks usage around the world. LFT PP is widely used in automotive front end mounts, dashboard mounts, door panels, consoles, pedals, underbody shields and many other automotive applications, the company said. One feature of these applications is that LFT PP is replacing steel - thereby reducing weight - or more expensive engineering plastics.

AMI Consulting forecasts that LFT PP will maintain strong growth through 2025. Although growth rates vary across application segments, automotive Oems, and geographic markets. In the past, Europe was the leader in LFT sales, but that has changed. Asia accounts for 50% of global LFT PP demand in 2020, compared with 26% in Europe and 24% in the Americas (Table 1), according to the report.

Table 1: Global LFT PP market distribution in the past 20 years

One of the fastest growing application areas is lift doors for car trunks, which range in design from all metal to almost no metal. In metal-free designs, LFT PP is used to provide structural strength and is complemented by high performance PP to provide a paintable exterior skin. In the most demanding applications, the LFT PP elements within the structure are exposed and therefore require a good aesthetic finish. Plastic lift doors are especially valuable to electric car makers as a new way to reduce weight.

The shift to electric and hybrid vehicles, while threatening some existing polymer applications, is also creating new opportunities for LFT PP as designers are rethinking concepts and adopting new approaches. The report cites the example of Tesla's "frunk" -- a back-up or storage compartment located at the front. This would make use of space in the front of the vehicle for storage, but would need to be designed with the ability of a traditional car's front end to absorb the impact of a crash.

The strong interest in LFT materials from various industries is confirmed by RTP Inc., which offers a wide range of LFT materials. "Replacement metal parts or over-engineered short fiberglass compounds continue to be major growth opportunities," said Zach Halverson, Manager of the company's structured products business. For example, long fiber polypropylene compounds can often successfully replace short glass fiber polyamide compounds to provide a lower cost and lower density solution." Long fiber technology in engineering and high performance based polymers such as PEEK, PPA, PEI and PPS, these combine the desired mechanical and thermal properties of the polymer with the added benefit of long fibre reinforcement. They are said to be a good alternative to metals in particularly demanding environments, such as in the oil and gas industry, where other materials cannot meet demand (Table 2)

Table 2: Long glass fiber reinforced polymer compounds with tensile strength range of 40%.

Halverson said the automotive industry remains the largest consumer of long-fiber thermoplastics, and any changes in the industry will affect its use.
As the primary end user of LFT, the performance needs of the automotive industry are a key driver of LFT development. Current challenges include increasingly stringent VOC limits, the ability to withstand long-term thermal aging of more than 1,000 hours at 150°C (Figure 3), stronger UV-resistant linearity, and the ability to achieve A highly aesthetic Class A surface finish directly outside the mold. Usually several of these requirements need to be met in an application process.

Abbildung 3: Langzeitdaten zur thermischen Alterung von 40 % langfaserverstärkten PP-Verbundwerkstoffen von RTP über 1.000 Stunden bei verschiedenen Temperaturen.

Um diesen Herausforderungen im Automobilbereich zu begegnen, experimentiert das Produktentwicklungsteam von Xiamen LFT Composite Plastic Co., Ltd. ständig mit umfangreichen experimentellen Kombinationen neuer Formulierungen und entwickelt Anti-UV-Produkte .

Die Langfasertechnologie ist heute ein ausgereifter Bereich des Thermoplastmarktes. Fast 40 Jahre sind seit der Einführung langfaserverstärkter Thermoplaste Anfang der 1980er Jahre vergangen. Die Branche befindet sich also definitiv in einem Reifestadium oder erreicht gerade ein Reifestadium, insbesondere bei Rohstoffen für Materialien wie Langglasfaser-Polypropylen, wo es eine große Anzahl von Lieferanten gibt. Die meisten Marktforschungsberichte deuten darauf hin, dass der Markt für Langfasermaterialien auf absehbare Zeit weiterhin mit einer hohen einstelligen jährlichen Wachstumsrate wachsen wird. Besonders hervorzuheben ist das Wachstum in der Automobilindustrie, wo Langfasermaterialien wegen ihres geringen Gewichts bei Metallersatzszenarien geschätzt werden. Der Anstieg des Materialverbrauchs ging mit einem Anstieg der weltweiten Produktion von Pkw und Lkw einher. Der Transport ist nicht das einzige Marktsegment, das sich auf die Gewichtsabnahme konzentriert. Bei Nicht-Basiskonsumgütern, insbesondere bei Sport- und Industriegeräten, geht der Trend hin zu tragbareren Geräten, die den Benutzern das Leben erleichtern. Während Leichtbau für Produktdesigner oft die erste Wahl ist, bietet der Wechsel zu Metallverbundwerkstoffen viele weitere Vorteile. Kostenreduzierung ist ein wichtiger Faktor, der sich leicht erreichen lässt, wenn von der Metallfertigung auf die Spritzgussproduktion umgestellt wird. Die metallähnlichen Eigenschaften von Langfaserverbundwerkstoffen in Kombination mit ihrer hervorragenden Haltbarkeit können auch zu sehr stabilen Produkten führen. Diese Produkte werden in der Regel auch unter Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit hergestellt. In einer Welt, in der der Lebenszyklus von Materialien immer wichtiger wird, ist dies eine notwendige Überlegung. Während Leichtbau für Produktdesigner oft die erste Wahl ist, bietet der Wechsel zu Metallverbundwerkstoffen viele weitere Vorteile. Kostenreduzierung ist ein wichtiger Faktor, der sich leicht erreichen lässt, wenn von der Metallfertigung auf die Spritzgussproduktion umgestellt wird. Die metallähnlichen Eigenschaften von Langfaserverbundwerkstoffen in Kombination mit ihrer hervorragenden Haltbarkeit können auch zu sehr stabilen Produkten führen. Diese Produkte werden in der Regel auch unter Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit hergestellt. In einer Welt, in der der Lebenszyklus von Materialien immer wichtiger wird, ist dies eine notwendige Überlegung. Während Leichtbau für Produktdesigner oft die erste Wahl ist, bietet der Wechsel zu Metallverbundwerkstoffen viele weitere Vorteile. Kostenreduzierung ist ein wichtiger Faktor, der sich leicht erreichen lässt, wenn von der Metallfertigung auf die Spritzgussproduktion umgestellt wird. Die metallähnlichen Eigenschaften von Langfaserverbundwerkstoffen in Kombination mit ihrer hervorragenden Haltbarkeit können auch zu sehr stabilen Produkten führen. Diese Produkte werden in der Regel auch unter Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit hergestellt. In einer Welt, in der der Lebenszyklus von Materialien immer wichtiger wird, ist dies eine notwendige Überlegung. In Kombination mit ihrer hervorragenden Haltbarkeit können auch sehr robuste Produkte hergestellt werden. Diese Produkte werden in der Regel auch unter Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit hergestellt. In einer Welt, in der der Lebenszyklus von Materialien immer wichtiger wird, ist dies eine notwendige Überlegung. In Kombination mit ihrer hervorragenden Haltbarkeit können auch sehr robuste Produkte hergestellt werden. Diese Produkte werden in der Regel auch unter Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit hergestellt. In einer Welt, in der der Lebenszyklus von Materialien immer wichtiger wird, ist dies eine notwendige Überlegung.

LFT wird für sein geringes Gewicht und seine Festigkeit in Anwendungen wie Geländefahrzeugen geschätzt.