Angesichts der Verschärfung der weltweiten Emissionsvorschriften und der schnellen Umstellung auf Elektrofahrzeuge (EVs)Leichtbau im Automobilbauhat sich von einer technischen Präferenz zu einer regulatorischen Notwendigkeit gewandelt. Um die Reichweite zu erhöhen und das Batteriegewicht auszugleichen, ersetzen Automobilhersteller aktiv Strukturmetalle durch fortschrittliche Verbundwerkstoffe.LFT-G® LGF40 PP (40 % Langglasfaser-Polypropylen)hat sich zu einem der zuverlässigsten thermoplastischen Materialien für die Automobilkonstruktion entwickelt und bietet hohe Schlagfestigkeit, geringe Verformung und metallähnliche Steifigkeit bei einem Bruchteil des Gewichts.
1. Leichtbau im Automobilbereich: Warum Metalle durch PP-LGF40 ersetzen?
Der Hauptgrund für den Metallersatz in Automobilbaugruppen ist die Reduzierung der Dichte. Stahl hat ein spezifisches Gewicht von etwa 7,8 g/cm³ und Aluminium etwa 2,7 g/cm³. Im Gegensatz dazu weist LFT-G® LGF40 PP ein spezifisches Gewicht von nur auf1,20 bis 1,21 g/cm³.
Durch den Ersatz von Bauteilen aus Baustahl oder Aluminiumguss durch PP-LGF40 erzielen Hersteller Gewichtseinsparungen von bis zu 60 % bzw. 30 %. Die daraus resultierende Verringerung der Fahrzeugmasse verbessert direkt den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und erhöht die Reichweite von Elektrofahrzeugen mit einer einzigen Ladung erheblich.
Abbildung 1: LFT-G® PP-LGF40-Pellets in Spritzgussqualität
2. Kerneigenschaften der Automobiltechnik
- ✓ Absorption der Aufprallenergie:Das 3D-verflochtene Glasfaserskelett im Inneren von LGF40 PP fungiert als energieabsorbierende Zone und sorgt für eine hervorragende Crash-Sicherheitsleistung in Unterbodenschutzvorrichtungen und Frontträgern.
- ✓ Hohe-Vibrationsermüdungsbeständigkeit:Autoteile sind ständig den Vibrationen der Straße ausgesetzt. PP-LGF40 verhindert Ermüdungsrisse und Strukturversagen über lange Lebenszyklen.
- ✓ Geringer Verzug und hohe Dimensionsstabilität:Lange Fasern sorgen für eine isotrope Schrumpfung und verhindern so, dass sich große Strukturbauteile wie Instrumententafelträger nach dem Formen verziehen.
- ✓ Unter-Chemikalienbeständigkeit:Beständig gegen Motoröle, Benzin, Kühlmittel und Salznebel und daher äußerst zuverlässig für Fahrgestelle und Motorräume.
3. Strukturvergleich: PP-LGF40 vs. Automobilmetalle und Polyamide
Für Automobildesigner hängt die Auswahl des richtigen Materials von einer objektiven Analyse von Gewicht, Festigkeit und Umweltstabilität ab. Die folgende Tabelle zeigt, wie LGF40 PP im Vergleich zu Metalllegierungen und traditionell konditioniertem Polyamid (PA6-GF30) abschneidet:
| Technischer Parameter | LFT-G® PP-LGF40 | Aluminiumgusslegierung | PA6-GF30 (konditioniert/nass) |
|---|---|---|---|
| Dichte (g/cm³) | 1.20 – 1.21 | 2.70 – 2.85 | 1.35 – 1.38 |
| Zugfestigkeit (MPa) | 130 – 140 | 180 – 240 | 90 – 105 (bedingter Verfall) |
| Biegemodul (MPa) | 8,500 – 9,800 | 70,000 | 5.000 – 6.000 (bedingter Verfall) |
| Aufprall bei niedriger Temperatur (-30 Grad) | Ausgezeichnet (hohe Zähigkeit) | Spröd (geringe Plastizität) | Mäßig |
| Feuchtigkeitsempfindlichkeit | Keine (hydrophob) | Keiner | Schwerwiegend (Eigenschaften sinken um 40 %) |
| Relativer Kostenindex | Niedrig (sehr wirtschaftlich) | Hoch | Mittel-Hoch |
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4. Spezifische Automobilteile, geformt mit LGF40 PP
Das ausgezeichnete mechanische Profil von LFT-G® PP-LGF40 eignet sich für komplexe, spritzgegossene Automobilmodule, darunter:
- • Front-Endmodule (FEM):Dient als Hauptmontagerahmen und integriert Kühlerlüfter, Kondensator, Scheinwerfer und Schlösser und ersetzt schweres Blech.
- • Instrumententafel-Träger (IP):Bietet die strukturelle Unterstützung des Armaturenbretts und verhindert so das Eindringen in den Fahrgastraum bei Frontalunfällen.
- • EV-Batteriehalterungen:Bietet hohe Steifigkeit, Aufprallsicherheit und Isolationsabschirmung unter und um die Batterieträger neuer Energiefahrzeuge.
Abbildung 2: Mit LFT-Langglasfaser-PP geformte Automobilmodule
5. Fallstudie: Austausch von Stahlhalterungen in Nutzfahrzeugen
Im Jahr 2023 wollte ein führender Automobilzulieferer schwere Verstärkungsplatten aus geprägtem Stahl an einer Stoßstangenbaugruppe eines Nutzfahrzeugs durch eine leichte Alternative ersetzen. Die Metallhalterungen verursachten unnötiges Gewicht und waren anfällig für Korrosion.
Die Ingenieure von LFT-G® schlugen eine strukturelle Neugestaltung vorPP-LGF40 (NG04-Klasse). Mithilfe der Finite-Elemente-Analyse (FEA) haben wir die Rippenmuster und Wandstärken des Teils optimiert.
Die neue geformte PP-LGF40-Halterung erreichte eine55 % Gewichtsersparnispro Stoßstangenbaugruppe. Darüber hinaus haben physikalische Tests gezeigt, dass die neue Komponente die Anforderungen des Fahrzeugs an Stoßfängerkollisionen bei niedrigen Geschwindigkeiten übertraf, wodurch Korrosionsprobleme vollständig beseitigt wurden und die Gesamtmontagekosten um 22 % gesenkt wurden.
Abbildung 3: Hochleistungsverstärkungen für Automobilkomponenten
6. Arbeiten Sie mit LFT-G®: Auto-Polymer-Experten zusammen
Xiamen LFT Composite Plastic Co.,Ltd ist ein führender ISO 9001-zertifizierter Entwickler von langfaserverstärkten thermoplastischen (LFT) Materialien. Unsere Polymerformulierungen-decken LGF- und LCF-Optionen auf PP-, PA-, PBT-, TPU-, PPS- und PPA-Basis ab-sind so konzipiert, dass sie internationale Automobil-OEM-Standards erfüllen.
Ganz gleich, ob Sie Unterstützung bei der Materialauswahl, kundenspezifischen Farbabstimmung, Formflussdesign oder mechanischen Simulationen (FEA) benötigen, unser engagiertes Ingenieurteam unterstützt Sie vom Prototyp bis zur Serienproduktion.
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