El polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga (LGFPP) es un material compuesto de polipropileno modificado con fibras de vidrio de 10 a 25 mm de longitud, que se conforma en una estructura tridimensional mediante moldeo por inyección y otros procesos. Gracias a su excelente rendimiento integral, el LGFPP se utiliza cada vez más en la industria automotriz.
Características y ventajas del polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga
- Buena estabilidad dimensional
- Excelente resistencia a la fatiga
- Rendimiento de fluencia pequeño
- Anisotropía baja, deformación por alabeo mínima
- Excelentes propiedades mecánicas, especialmente resistencia al impacto.
- Buena fluidez, adecuada para el procesamiento de productos de paredes delgadas
El polipropileno reforzado con fibra de vidrio de 10 a 25 mm de longitud (LGFPP) presenta mayor resistencia, rigidez, tenacidad, estabilidad dimensional y menor deformación en comparación con el polipropileno reforzado con fibra de vidrio corta (GFPP) convencional de 4 a 7 mm. Además, el polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga no sufre fluencia significativa incluso a altas temperaturas de 100 °C, y posee una mejor resistencia a la fluencia que el polipropileno reforzado con fibra de vidrio corta.
En el producto moldeado por inyección, las fibras de vidrio largas se disponen de forma escalonada, formando una estructura de red tridimensional. Incluso después de la combustión del sustrato de polipropileno, la red de fibras de vidrio largas conserva un esqueleto fibroso con cierta resistencia, mientras que las fibras de vidrio cortas generalmente pierden resistencia tras la combustión. Esta situación se debe principalmente a que la relación longitud/diámetro de la fibra de refuerzo determina su efecto de refuerzo. Los rellenos y las fibras de vidrio cortas con una relación de aspecto crítica inferior a 100 no aportan refuerzo, mientras que las fibras de vidrio largas con una relación de aspecto crítica superior a 100 sí lo hacen.
En comparación con los materiales metálicos y los compuestos termoestables, el plástico reforzado con fibra de vidrio larga presenta una baja densidad, lo que permite reducir el peso de la misma pieza entre un 20 % y un 50 %. Este material ofrece a los diseñadores una mayor flexibilidad, permitiendo, por ejemplo, la creación de formas complejas. El menor número de componentes y piezas integradas reduce los costes de moldeo (generalmente, el coste de los moldes de inyección para plástico reforzado con fibra de vidrio larga es aproximadamente el 20 % del coste de los moldes de estampado metálicos) y disminuye el consumo energético (la producción de plástico reforzado con fibra de vidrio larga consume entre un 60 % y un 80 % del consumo energético de los productos de acero, y entre un 35 % y un 50 % del de los productos de aluminio), simplificando así el proceso de ensamblaje.
Aplicación del polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga en piezas de automóviles
El polipropileno reforzado con fibra larga se utiliza en el marco de la carrocería del salpicadero del coche, el soporte de la batería, el módulo delantero, la caja de control, el marco de soporte del asiento, la placa de repuesto, el guardabarros, la cubierta del chasis, la barrera acústica, el marco de la puerta trasera, etc.
Módulo frontal: Para módulos frontales de automóviles, el material LGFPP (con un 30 % de contenido de LGF) permite integrar más de 10 componentes metálicos tradicionales, como radiadores, altavoces, condensadores y soportes, en una sola pieza. Es más resistente a la corrosión que las piezas metálicas. Su baja densidad reduce el peso en aproximadamente un 30 % y ofrece mayor libertad de diseño. Se puede reciclar directamente sin clasificación ni procesamiento, lo que reduce los costes de fabricación y supone una clara ventaja en la reducción de costes.
Estructura del panel de instrumentos: Para la estructura flexible del panel de instrumentos, el material LGFPP ofrece mayor resistencia, módulo de flexión y fluidez que el PP reforzado. Con la misma resistencia, se puede reducir el grosor del panel para disminuir su peso, con una reducción general de aproximadamente el 20 %. Asimismo, el soporte tradicional del panel de instrumentos, compuesto por varios componentes, se puede simplificar a un solo módulo. Además, el material de la carcasa del conducto de desempañado frontal y del marco central del tablero suele ser el mismo que el del marco principal, lo que contribuye a una mayor reducción de peso.
Respaldo del asiento: Puede sustituir la estructura de acero tradicional para lograr una reducción de peso del 20%, y ofrece una excelente libertad de diseño y rendimiento mecánico, además de características como un mayor espacio para sentarse.
Importancia de la aplicación del polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga en el sector automotriz
En cuanto a la sustitución de materiales, los productos de polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga (LGFPP) permiten reducir el peso y el coste simultáneamente. Anteriormente, los materiales reforzados con fibra de vidrio corta (LGFPP) sustituían a los materiales metálicos. En los últimos años, gracias a la aplicación y el desarrollo de materiales ligeros, el LGFPP ha ido sustituyendo gradualmente a los plásticos reforzados con fibra de vidrio corta (LGFPP) en un número creciente de piezas de automóviles, lo que impulsa aún más la investigación y la aplicación de estos materiales en la industria automotriz.
Fecha de publicación: 13 de septiembre de 2021
