Le polypropylène renforcé de fibres de verre longues (LGFPP) est un matériau composite de polypropylène modifié, dont les fibres de verre ont une longueur de 10 à 25 mm. Il est mis en forme en trois dimensions par moulage par injection et autres procédés. Grâce à ses excellentes performances globales, le LGFPP est de plus en plus utilisé dans le secteur automobile.
Caractéristiques et avantages du polypropylène renforcé de fibres de verre longues
- Bonne stabilité dimensionnelle
- Excellente résistance à la fatigue
- Performances de fluage réduites
- Faible anisotropie, faible déformation par gauchissement
- Excellentes propriétés mécaniques, notamment en termes de résistance aux chocs
- Bonne fluidité, adaptée au traitement des produits à parois minces
Le polypropylène renforcé de fibres de verre longues (LGFPP) de 10 à 25 mm présente une résistance, une rigidité, une ténacité et une stabilité dimensionnelle supérieures, ainsi qu'un faible gauchissement, comparativement au polypropylène renforcé de fibres de verre courtes (GFPP) ordinaire de 4 à 7 mm. De plus, ce matériau ne subit pas de fluage significatif, même à une température élevée de 100 °C, et offre une meilleure résistance au fluage que le polypropylène renforcé de fibres de verre courtes.
Dans le produit moulé par injection, les fibres de verre longues sont disposées en quinconce selon une structure de réseau tridimensionnelle. Même après la combustion du substrat en polypropylène, ce réseau de fibres longues conserve une structure fibreuse présentant une certaine résistance, tandis que les fibres courtes se transforment généralement en une structure fibreuse non résistante après combustion. Cette situation s'explique principalement par le fait que le rapport longueur/diamètre de la fibre de renforcement détermine son efficacité. Les charges et les fibres courtes dont le rapport d'aspect critique est inférieur à 100 ne contribuent pas au renforcement, tandis que les fibres longues dont le rapport d'aspect critique est supérieur à 100 jouent un rôle de renforcement.
Comparé aux métaux et aux composites thermodurcissables, le plastique à fibres de verre longues présente une faible densité, permettant de réduire le poids d'une même pièce de 20 % à 50 %. Ce plastique offre aux concepteurs une plus grande flexibilité, notamment pour la réalisation de formes complexes. La réduction du nombre de composants et de pièces intégrées permet de diminuer les coûts de moule (généralement, le coût des moules d'injection pour plastique à fibres de verre longues représente environ 20 % de celui des moules d'emboutissage métallique) et la consommation d'énergie (la consommation énergétique de production du plastique à fibres de verre longues représente seulement 60 % à 80 % de celle des produits en acier, et 35 % à 50 % de celle des produits en aluminium), simplifiant ainsi le processus d'assemblage.
Application du polypropylène renforcé de fibres de verre longues dans les pièces automobiles
Le polypropylène renforcé de fibres longues est utilisé dans le cadre du tableau de bord, le support de batterie, le module avant, le boîtier de commande, le cadre de support de siège, le siège de rechange, le garde-boue, le couvercle de châssis, la barrière antibruit, le cadre de porte arrière, etc.
Module avant : Pour les modules avant automobiles, l’utilisation du matériau LGFPP (30 % de LGF) permet d’intégrer plus de 10 pièces métalliques traditionnelles, telles que radiateurs, haut-parleurs, condenseurs et supports, en un seul bloc. Ce matériau offre une meilleure résistance à la corrosion que les pièces métalliques classiques. Sa faible densité permet de réduire le poids d’environ 30 % et offre une plus grande liberté de conception. Recyclable directement sans tri ni traitement, il réduit les coûts de fabrication et représente un avantage considérable en termes de réduction des coûts.
Structure du tableau de bord : Pour les structures souples des tableaux de bord, le LGFPP offre une résistance et un module de flexion supérieurs, ainsi qu’une meilleure fluidité que le PP chargé. À résistance égale, l’épaisseur du tableau de bord peut être réduite, ce qui allège sa structure d’environ 20 %. De plus, le support de tableau de bord traditionnel, composé de plusieurs éléments, peut être remplacé par un module unique. Enfin, le matériau utilisé pour le conduit de dégivrage avant et le cadre central du tableau de bord est généralement le même que celui du cadre principal, ce qui contribue à réduire encore davantage le poids.
Dossier : Il peut remplacer le cadre en acier traditionnel pour obtenir une réduction de poids de 20 %, et offre une excellente liberté de conception et des performances mécaniques optimales, ainsi que des caractéristiques telles qu'un espace d'assise élargi.
Importance de l'application du polypropylène renforcé de fibres de verre longues dans le domaine automobile
En matière de substitution de matériaux, les produits en polypropylène renforcé de fibres de verre longues permettent de réduire simultanément le poids et le coût. Auparavant, les matériaux renforcés de fibres de verre courtes remplaçaient les matériaux métalliques. Ces dernières années, avec le développement et l'application de matériaux légers, le polypropylène renforcé de fibres de verre longues a progressivement remplacé les plastiques renforcés de fibres de verre courtes dans un nombre croissant de pièces automobiles, stimulant ainsi la recherche et l'application des matériaux LGFPP dans ce secteur.
Date de publication : 13 septembre 2021
