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 moldea en una estructura tridimensional mediante moldeo por inyección y otros procesos. Gracias a su excelente rendimiento integral, el polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga se utiliza cada vez más en el sector automotriz.
Características y ventajas del polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga
- Buena estabilidad dimensional
- Excelente resistencia a la fatiga
- Rendimiento de fluencia pequeña
- Anisotropía pequeña, deformación por alabeo baja
- 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 de 4 a 7 mm de longitud (GFPP). Además, este material no experimenta una deformación por fluencia significativa incluso a temperaturas de hasta 100 °C, y posee una mayor resistencia a la fluencia que el polipropileno reforzado con fibra de vidrio de longitud 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 una estructura de soporte con cierta resistencia, mientras que las fibras de vidrio cortas generalmente se convierten en una estructura sin resistencia tras la combustión. Esta situación se debe principalmente a que la relación longitud-diámetro de la fibra de refuerzo determina su efecto. Las cargas y las fibras de vidrio cortas con una relación de aspecto crítica inferior a 100 no proporcionan refuerzo, mientras que las fibras de vidrio largas con una relación de aspecto crítica superior a 100 sí lo proporcionan.
En comparación con los materiales metálicos y los materiales compuestos termoendurecibles, el plástico de fibra de vidrio larga tiene una densidad baja, y el peso de la misma pieza puede reducirse entre un 20 % y un 50 %. El plástico de fibra de vidrio larga ofrece a los diseñadores una mayor flexibilidad de diseño, como formas moldeables con formas complejas. El número de componentes y piezas integradas utilizadas ahorra costes de moldeo (generalmente, el coste de los moldes de inyección de plástico de fibra de vidrio larga es aproximadamente el 20 % del coste de los moldes de estampado de metal) y reduce el consumo de energía (el consumo de energía de producción de los plásticos de fibra de vidrio larga es solo el 60 % del de los productos de acero, entre el 80 % y el 35 % del de los productos de aluminio), simplificando el proceso de ensamblaje.
Aplicación de 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 frontal, la caja de control, el marco de soporte del asiento, la bolsa 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 LGF) permite integrar más de 10 componentes metálicos tradicionales, como radiadores, altavoces, condensadores y soportes, en una sola unidad. Además, ofrece mayor resistencia a la corrosión que las piezas metálicas. Su baja densidad reduce el peso en aproximadamente un 30 % y brinda mayor libertad de diseño. Se puede reciclar directamente sin necesidad de clasificación ni procesamiento previo, lo que reduce los costos de fabricación y ofrece ventajas significativas en este aspecto.
Estructura del panel de instrumentos: Para la estructura flexible del panel de instrumentos, el material LGFPP ofrece mayor resistencia, mayor módulo de flexión y mejor fluidez que los materiales PP reforzados. Con la misma resistencia, se puede reducir el grosor del panel de instrumentos para disminuir el peso, con una reducción general de aproximadamente el 20 %. Asimismo, el soporte tradicional de varios componentes del panel de instrumentos se puede transformar en un módulo único. Además, la selección de materiales para el conducto de descongelación frontal y el marco central del tablero suele ser del mismo material que el marco principal, lo que permite optimizar aún más la 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 términos de sustitución de materiales, los productos de polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga permiten reducir el peso y el coste simultáneamente. Anteriormente, los materiales reforzados con fibra de vidrio corta sustituían a los materiales metálicos. En los últimos años, con la aplicación y el desarrollo de materiales ligeros, el polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga ha ido sustituyendo gradualmente a los plásticos reforzados con fibra de vidrio corta en un número creciente de piezas de automóviles, lo que impulsa aún más la investigación y la aplicación de materiales LGFPP en la industria automotriz.
Fecha de publicación: 13 de septiembre de 2021
