世界的な排ガス規制の強化と電気自動車（EV）への急速な移行により、自動車の軽量化技術的な優先事項から規制上の必要性へと移行しました。航続距離を延ばし、バッテリーの重量を軽減するために、自動車メーカーは構造用金属を先進的な複合材料に積極的に置き換えています。LFT-G® LGF40 PP (40% ガラス長繊維ポリプロピレン)は自動車の構造設計において最も信頼性の高い熱可塑性材料の 1 つとなっており、わずかな重量で高い衝撃強度、低い反り、金属のような剛性を実現します。{0}}
1. 自動車の軽量化: 金属を PP-LGF40 に置き換える理由?
自動車アセンブリの金属交換の主な推進要因は、密度の削減です。スチールの比重は約 7.8 g/cm3、アルミニウムの比重は約 2.7 g/cm3 です。対照的に、LFT-G® LGF40 PP の比重はわずか1.20～1.21g/cm3.
構造用鋼または鋳造アルミニウム部品を PP{0}}LGF40 に置き換えることにより、メーカーはそれぞれ最大 60% と 30% の軽量化を達成します。その結果として生じる車両質量の減少により、内燃機関車両の燃費が直接的に改善され、電気自動車の 1 回の充電範囲が大幅に延長されます。-
図 1: LFT-G® PP-LGF40 射出成形グレードのペレット
2. 自動車工学の中核となる特性
- ✓ 衝撃エネルギー吸収:LGF40 PP 内の 3D 絡み合ったガラス繊維骨格はエネルギー吸収ゾーンとして機能し、アンダーボディ ガードやフロントエンド キャリアに優れた衝突安全性能をもたらします。-
- ✓ 高い-振動疲労耐性:自動車部品は常に路面からの振動にさらされています。 PP-LGF40 は、長いライフサイクルにわたって疲労亀裂や構造破壊を防止します。
- ✓ 低反り & 高い寸法安定性:長い繊維は等方性収縮をもたらし、インストルメントパネルキャリアなどの大型構造部品が成形後に反るのを防ぎます。
- ✓ -ボンネット内の耐薬品性:エンジンオイル、ガソリン、冷却水、塩水噴霧に対して耐性があり、シャーシやエンジンルームの信頼性が高くなります。
3. 構造比較: PP-LGF40 と自動車用金属およびポリアミド
自動車設計者にとって、適切な材料の選択は、重量、強度、環境安定性の客観的な分析に依存します。以下の表は、LGF40 PP が金属合金および従来の調整済みポリアミド (PA6-GF30) とどのように比較されるかを示しています。
| エンジニアリングパラメータ | LFT-G® PP-LGF40 | 鋳造アルミニウム合金 | PA6-GF30 (コンディション/ウェット) |
|---|---|---|---|
| 密度 (g/cm3) | 1.20 – 1.21 | 2.70 – 2.85 | 1.35 – 1.38 |
| 引張強さ(MPa) | 130 – 140 | 180 – 240 | 90 – 105 (条件付き減衰) |
| 曲げ弾性率(MPa) | 8,500 – 9,800 | 70,000 | 5,000 – 6,000 (条件付き減衰) |
| 低温（-30度）での衝撃 | 優れた（高靭性） | 脆い（低塑性） | 適度 |
| 耐湿性 | なし(疎水性) | なし | 重篤 (特性が 40% 低下) |
| 相対コスト指数 | 低 (非常に経済的) | 高い | 中-高 |
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4.LGF40 PPで成形された特定の自動車部品
LFT{0}}G® PP-LGF40 の優れた機械的プロファイルにより、次のような複雑な射出成形自動車モジュールに適しています。-
- • フロントエンド モジュール（FEM）:-ラジエターファン、コンデンサー、ヘッドライト、ロックを統合するメインの取り付けフレームとして機能し、重い板金に代わるものです。
- • インストルメントパネル (IP) キャリア:ダッシュボードの構造的な裏打ちを提供し、正面衝突時の客室への侵入を防ぎます。{0}}
- • EV バッテリーブラケット:新エネルギー車のバッテリートレイの下と周囲に、高い剛性、衝撃安全性、絶縁シールドを提供します。
図 2: LFT 長ガラス繊維 PP で成形された自動車モジュール
5. ケーススタディ: 商用車のスチール製ブラケットの交換
2023 年、大手自動車サプライヤーは、商用車のバンパー アセンブリにある重いプレス鋼製補強プレートを軽量の代替品に置き換えることを検討しました。金属製のブラケットは不必要な重量を追加し、腐食しやすくなっていました。
LFT-G® エンジニアは、次のような構造の再設計を提案しました。PP-LGF40 (NG04 グレード)。有限要素解析 (FEA) を通じて、部品のリブ パターンと肉厚を最適化しました。
新しい成形 PP-LGF40 ブラケットは、55% の軽量化バンパーアセンブリごとに。さらに、物理テストにより、新しいコンポーネントが車両の低速バンパー衝突要件を超え、腐食の懸念が完全に排除され、全体の組み立てコストが 22% 削減されることが証明されました。-
図 3: 高性能自動車部品の強化-
6. LFT-G® と提携: 自動-ポリマーグレードの専門家
Xiamen LFT Composite Plastic Co.,Ltd は、ISO 9001 認定を受けた長繊維強化熱可塑性プラスチック (LFT) 材料の開発大手です。当社のポリマー配合物は、-PP、PA、PBT、TPU、PPS、PPA ベースの LGF および LCF オプションをカバー-）、国際的な自動車 OEM 規格を満たすように設計されています。
材料の選択、カスタム カラー マッチング、モールド フロー設計、メカニカル シミュレーション (FEA) などのサポートが必要な場合でも、当社の専任エンジニアリング チームがプロトタイプから量産までお手伝いします。
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