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장섬유 강화 폴리프로필렌 플라스틱은 10~25mm 길이의 유리섬유를 갖는 개질된 폴리프로필렌 복합 소재를 말하며, 사출 성형 등의 공정을 통해 3차원 구조로 성형하여 LGFPP라고 약칭합니다. 뛰어난 종합적 성능 덕분에 장섬유 강화 폴리프로필렌은 자동차 분야에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다.

사출 성형 제품에서 긴 유리 섬유는 엇갈려 배열되어 3차원 망상 구조를 이룹니다. 폴리프로필렌 기판이 소성된 후에도 긴 유리 섬유 망상 구조는 일정 강도를 가진 유리 섬유 골격을 형성하는 반면, 짧은 유리 섬유는 일반적으로 소성 후 강도가 없는 섬유 골격이 됩니다. 이러한 현상은 주로 보강 섬유의 길이 대 직경 비율이 보강 효과를 결정하기 때문에 발생합니다. 임계 종횡비가 100 미만인 충전재와 짧은 유리 섬유는 보강 효과가 없는 반면, 임계 종횡비가 100을 초과하는 긴 유리 섬유는 보강 효과를 나타냅니다.

금속 재료 및 열경화성 복합 재료와 비교했을 때, 장유리섬유 플라스틱은 밀도가 낮아 동일 부품의 무게를 20%~50%까지 줄일 수 있습니다. 장유리섬유 플라스틱은 설계자에게 복잡한 형상의 성형이 가능한 등 더욱 뛰어난 설계 유연성을 제공합니다. 사용되는 부품 수와 통합 부품의 수는 금형 비용을 절감하고(일반적으로 장유리섬유 플라스틱 사출 금형 비용은 금속 스탬핑 금형 비용의 약 20% 수준), 에너지 소비를 줄입니다(장유리섬유 플라스틱의 생산 에너지 소비량은 강철 제품의 60%에 불과하며, 알루미늄 제품의 35%~50% 수준입니다). 또한 조립 공정을 간소화합니다.

자동차 부품에 장유리섬유강화 폴리프로필렌의 적용

자동차 대시보드 바디 프레임, 배터리 브라켓, 프런트엔드 모듈, 컨트롤 박스, 시트 지지 프레임, 스페어 플라센타, 머드가드, 섀시 커버, 방음벽, 리어 도어 프레임 등에 장섬유 강화 폴리프로필렌이 사용됩니다.

프런트엔드 모듈: 자동차 프런트엔드 모듈의 경우, LGFPP(LGF 함량 30%) 소재를 사용하여 라디에이터, 스피커, 콘덴서, 브래킷 등 10개 이상의 기존 금속 부품을 하나로 통합할 수 있습니다. 금속 부품보다 내식성이 우수합니다. 밀도가 낮고 무게가 약 30% 감소하며 설계 자유도가 높습니다. 또한, 분류 및 가공 없이 바로 재활용할 수 있어 제조 비용을 절감하고 비용 절감 측면에서도 뚜렷한 이점을 제공합니다.

계기판 본체 골격: 연성 계기판 골격 소재의 경우, LGFPP 소재를 사용하면 충진 PP 소재보다 강도, 굽힘 탄성률, 유동성이 우수합니다. 동일한 강도 조건에서 계기판 디자인 두께를 줄여 무게를 줄일 수 있으며, 일반적인 무게 감량 효과는 약 20%입니다. 또한, 기존의 다부품 계기판 브래킷을 단일 모듈로 개발할 수 있습니다. 또한, 전면 제상 덕트 본체와 대시보드 중앙 프레임의 소재는 대시보드 메인 프레임과 동일한 소재를 사용하여 무게 감량 효과를 더욱 높일 수 있습니다.

좌석 등받이: 기존의 강철 프레임을 대체하여 무게를 20% 줄일 수 있으며, 뛰어난 디자인 자유도와 기계적 성능을 갖추고 있으며, 좌석 공간을 확장하는 등의 특징이 있습니다.

자동차 분야에서 장유리섬유강화 폴리프로필렌의 적용 중요성

소재 대체 측면에서, 장유리섬유강화 폴리프로필렌 제품은 무게와 비용을 동시에 줄일 수 있습니다. 과거에는 단유리섬유강화 소재가 금속 소재를 대체했습니다. 최근 경량 소재의 적용 및 개발로 인해, 장유리섬유강화 폴리프로필렌 소재가 점점 더 많은 자동차 부품에서 단유리섬유강화 플라스틱을 대체하고 있으며, 이는 더욱 촉진되고 있습니다. 자동차에서 LGFPP 소재의 연구 및 적용이 활발히 진행되고 있습니다.