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长玻纤增强材料LGF-PP在汽车中的应用
发布时间:2018-03-23   浏览次数:

近年来随着汽车轻量化技术的快速发展,汽车零部件在使用更轻的非金属材料替代传统的金属材料方面取得了很大进展。使用工程塑料或纤维增强复合塑料,不但能减轻整车的质量,还具有较高的综合性能,尤其在纤维增强复合材料中,短纤维增强产品已经成为一种普通材料被广泛应用。长纤维增强材料较短纤维产品,玻纤的残留长度更长,可使用于力学性能要求更高的场合,其刚性虽比金属材料低些,但是通过注塑成型可以得到结构复杂、形状多变的汽车零部件。


碳纤维增强复合材料是近几年重点研究的课题之一,但是目前存在价格偏高、表面处理困难和难以回收等问题。另外,碳纤维增强功能件也存在与金属件连接困难等问题。从碳纤维生产角度来看,未来几年其成本降低的可能性仍然较小,碳纤维复合材料在汽车领域中使用仍然仅限于特定的场合。LFT的力学性能与增强纤维的材料性能及所占比例有关,汽车用LFT增强纤维通常为玻璃纤维,理论上玻璃纤维的质量分数在制品中可以达到10%~80%。

长纤维增强聚丙烯用于轿车的仪表板本体骨架、电池托架、前端模块、控电盒、座椅支撑架、备胎盘、挡泥板、底盘盖板、噪音隔板、后车门框架等。欢迎关注蓝海润邦特种塑料。

软质仪表板骨架

对于软质仪表板骨架材料,采用LGF/PP比常规填充PP材料强度更高、弯曲模量更高、流动性更好,在相同强度下,仪表板设计厚度可减薄,从而减轻质量,一般可减轻质量约20%。

同时可将传统的多个部件仪表板组合件发展成为单个模块。大众公司已选用陶氏的LGF/PP,生产Phaeton美国版的仪表板支架,由于该材料在模拟撞击试验中,能量的吸收要比传统材料高50%,因此可使乘坐在前排不系安全带的乘客免遭冲击伤害。

索纳塔9和新途胜的仪表板骨架选用了GSC altex的PP-20%LGF材料,使仪表板的厚度从2.5~3.5mm减小到1.8~2.5mm,使仪表板的质量从3.5kg降至2.7kg;与PP/GF材料相比,韧性提高了130%,刚性提高了50%,热变形温度提高了10℃,并具有更好的耐热性。

保险杠前端模块

汽车前端模块通常是多个部件的总成。它将众多的组件集于一体,包括前向照明系统、散热器和冷却风扇、空调冷凝器、格栅口加固板、吸撞缓冲区、带有装饰面板的保险杠、车前盖锁闭系统、雨刷喷水瓶,以及各种电子组件和线路布置等,前端模块已用于紧凑型和中型汽车。

近年来很多大型轿车也使用了前端模块,它们能为汽车制造商带来许多便利。大众第7代高尔夫前端支架采用巴斯夫的LGF/PP,这样就不需要金属支撑物,从而大大减轻了部件质量,缩短了装配时间和降低了成本。

车门模块

现代索纳塔在汽车塑料车门部件上,使用STAMAX 30% LGF/PP材料取代4个车门中的钢板,使总车质量减轻约2kg,同时促进了车门的模块化发展,将21个组件集成到1个注射成型的部件中,将5个装配流程简化到1个,从而降低了汽车整体的装配成本。在新福特Fiesta车型前门模块中,集成了多种功能元件,如门锁、车门玻璃升降器、扬声器、防盗装置等。

其它结构

散热风扇用于降低发动机引擎的温度,其形状复杂,要求材料具有较高的耐热性和优异的加工性能,通常采用长玻纤增强尼龙材料。LGF/PP具有优异的加工性能,且耐热性可以满足工作环境需要;与尼龙材料相比,可使制品的质量减轻20%左右。在散热风扇部件上得到了推广使用。换挡机构目前主要采用金属材料和短纤维尼龙材料,国外少数车型换挡机构骨架已尝试采用LGF/PP替代短玻纤尼龙材料。

尼龙材料容易吸水,成品件吸水率一般在0.7%以上。在高温高湿环境下,存在着失效的风险。若改为不易吸水的LGF/PP,则可避免此类问题的发生,同时采用长玻纤增强PP材料,可起到减轻质量、降低成本等作用。

空调风叶LGF/PP具有优异的尺寸稳定性,用其制造的空调轴流离心风叶,不仅外观得到了改善,耐热性能也得到了提高,而且还降低了制品的生产成本。电子油门踏板电子油门踏板臂需要承受较大的力,因此,选用材料要求较好的韧性,以及材料的高低温变化性小。

目前电子油门踏板臂以玻纤增强尼龙材料为主。泰科纳材料商成功将LGF/PP用于电子油门踏板上,具有低气味和高强度的良好性能,提高了车内空气质量。

另外,LGF/PP可用于座椅靠背,替代传统钢材骨架,可减轻质量20%,还具有优异的设计自由度和力学性能,扩大了乘坐空间等优点。


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来源:玻纤情报网
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