Le polypropylène renforcé de fibres de verre longues (LGFPP) est un matériau composite en polypropylène modifié, composé de fibres de verre de 10 à 25 mm de longueur, formé d'une structure tridimensionnelle par moulage par injection et autres procédés. Grâce à ses excellentes performances globales, le polypropylène renforcé de fibres de verre longues est de plus en plus utilisé dans le secteur automobile.
Les caractéristiques et avantages du polypropylène renforcé de fibres de verre longues
- Bonne stabilité dimensionnelle
- Excellente résistance à la fatigue
- Faibles performances de fluage
- Faible anisotropie, faible déformation de gauchissement
- Excellentes propriétés mécaniques, notamment résistance aux chocs
- Bonne fluidité, convient au traitement de produits à parois minces
Le polypropylène renforcé de fibres de verre (LGFPP) de 10 à 25 mm de long offre une résistance, une rigidité, une ténacité, une stabilité dimensionnelle et un faible gauchissement supérieurs à ceux du polypropylène renforcé de fibres de verre courtes (GFPP) de 4 à 7 mm. De plus, le polypropylène renforcé de fibres de verre longues ne présente pas de fluage significatif, même soumis 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 pour former un réseau tridimensionnel. Même après cuisson du substrat en polypropylène, le réseau de fibres de verre longues forme un squelette de fibres de verre présentant une certaine résistance, tandis que les fibres de verre courtes perdent généralement leur résistance après cuisson. Cette situation est principalement due au fait que le rapport longueur/diamètre de la fibre de renforcement détermine son effet de renforcement. Les charges et les fibres de verre courtes dont le rapport d'aspect critique est inférieur à 100 n'ont aucun effet de renforcement, tandis que les fibres de verre longues dont le rapport d'aspect critique est supérieur à 100 jouent un rôle de renforcement.
Comparé aux matériaux métalliques et aux composites thermodurcissables, le plastique à fibres de verre longues présente une faible densité et permet de réduire le poids d'une même pièce de 20 à 50 %. Il offre aux concepteurs une plus grande flexibilité de conception, notamment pour des formes moulables complexes. Le nombre de composants et de pièces intégrées utilisé permet de réduire les coûts de moulage (généralement, le coût des moules d'injection de plastique à fibres de verre longues représente environ 20 % de celui des moules d'emboutissage métallique) et de réduire la consommation d'énergie (la consommation d'énergie de production des plastiques à fibres de verre longues ne représente que 60 % à 80 % de celle des produits en acier, contre 35 % à 50 % pour les 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 de la carrosserie du tableau de bord de la voiture, le support de batterie, le module avant, le boîtier de commande, le cadre de support de siège, le placenta de rechange, le garde-boue, le couvercle du châssis, la barrière antibruit, le cadre de la porte arrière, etc.
Module frontal : Pour les modules frontaux automobiles, le matériau LGFPP (teneur en LGF : 30 %) permet d'intégrer plus de dix pièces métalliques traditionnelles, telles que des radiateurs, des haut-parleurs, des condensateurs et des supports. Il est plus résistant à la corrosion que les pièces métalliques. Sa faible densité, son poids réduit d'environ 30 % et sa grande liberté de conception sont remarquables. Il est recyclable directement sans tri ni traitement, ce qui réduit les coûts de fabrication et présente des avantages évidents en termes de réduction des coûts.
Squelette du tableau de bord : Pour les matériaux souples du squelette du tableau de bord, le matériau LGFPP offre une résistance, un module de flexion et une fluidité supérieurs à ceux du PP chargé. À résistance égale, l'épaisseur du tableau de bord peut être réduite et le poids réduit, ce qui représente une perte de poids globale d'environ 20 %. Parallèlement, le support de tableau de bord multi-composants traditionnel peut être transformé en un seul module. De plus, le matériau du conduit de dégivrage avant et du cadre central du tableau de bord est généralement le même que celui du cadre principal, ce qui améliore encore l'allègement.
Dossier de siège : 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, ainsi que des fonctionnalités telles qu'un espace d'assise élargi.
Importance de l'application du polypropylène renforcé de fibres de verre longues dans le domaine automobile
En termes 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 l'application et le développement de matériaux légers, les polypropylènes renforcés de fibres de verre longues ont progressivement remplacé les plastiques renforcés de fibres de verre courtes dans un nombre croissant de pièces automobiles, un phénomène qui connaît un essor croissant. La recherche et l'application des matériaux LGFPP dans l'automobile sont en cours.
Date de publication : 13 septembre 2021
