Une combinaison innovante de matériaux ouvre de nouvelles perspectives pour le remplacement des métaux

Le remplacement du métal par le plastique est le moyen le plus efficace de réduire le poids des véhicules. C'est une pratique bien établie dans les industries automobile et aérospatiale, et un domaine où Solvay a de nombreuses solutions à offrir. Mais il y a des limites à ce que le remplacement du métal peut faire : les pièces structurelles du châssis ou du groupe motopropulseur d'une voiture, par exemple, exigent des performances en termes de résistance et de rigidité que seul le métal peut offrir. Jusqu'à présent.

Permettre l'amélioration des procédés de moulage par injection

Observant le besoin croissant de l'industrie automobile pour de nouvelles solutions pouvant faire passer l'allègement à un niveau supérieur, les équipes de nos GBU (Global Business Unit) Polymères Spéciaux et Matériaux Composites de Solvay se sont associées pour répondre à ce besoin. "Nous voulons passer à un autre domaine d'application", déclare Mark Wright, directeur du marketing pour le transport chez Specialty Polymers, qui partage son temps avec Composite Materials pour créer de nouvelles synergies. "Cela implique d'utiliser toute l'étendue de notre portefeuille, que peu d'entreprises possèdent. Cela nous permet de combiner nos matériaux de manière unique et de fournir des solutions de résolution de problèmes à nos clients".

Lorsque l'on explore la possibilité de pièces structurelles non métalliques, la solution en question est la combinaison des meilleurs thermoplastiques et matériaux composites de Solvay par surmoulage. "Le surmoulage n'est pas une nouvelle technologie ; ce qui est nouveau ici, c'est la base polymère sur laquelle nous travaillons", explique Mark. "Nous avons choisi de travailler avec le composite thermoplastique Evolite® pour la résistance inégalée qu'il offre. Lorsqu'il est combiné à un polymère tel que le Ryton® PPS ou l'Amodel® PPA, nous pouvons intégrer cette résistance dans le processus de moulage par injection thermoplastique".

Comme les polymères des deux éléments se lient ensemble, les pièces obtenues combinent les avantages du moulage par injection (à savoir la possibilité de fabriquer des pièces complexes avec des temps de cycle courts) avec une solidité extrême dans tous les types de conditions. En effet, ce sont des matériaux à haute résistance thermique qui offrent également une résistance chimique et une résistance aux chocs supérieures : ils peuvent donc être utilisés pour des fonctions beaucoup plus exigeantes. Le métal était jusqu'à présent la seule solution envisageable pour la fabrication de ce type de pièces - certains plastiques comme les polyamides pourraient faire l'affaire, à condition que les pièces soient rendues plus épaisses afin d'obtenir une rigidité suffisante.

Evolite-GRAPHIC

 

Le déplacement sismique de l'allègement

La tendance lourde à l'allègement ouvre lentement mais sûrement la porte à des solutions structurelles non métalliques, performantes et totalement optimisées. "L'allègement crée un changement majeur dans l'industrie en raison des futures exigences réglementaires", poursuit M. Mark. "De plus, le passage de l'essence à l'électricité et la poussée vers une conduite autonome nous donnent la possibilité de fournir des solutions pour les applications structurelles".

Dans les véhicules hybrides et électriques par exemple, les matériaux surmoulés de Solvay peuvent être utilisés pour remplacer le métal dans les boîtiers de batterie et de moteur électrique qui assurent une protection contre les chocs. Cela permet de réaliser des économies de poids qui peuvent contribuer à contrebalancer le poids supplémentaire causé par les systèmes de batterie. (Mark avertit que lorsque les grands modèles seront électriques, il sera d'autant plus crucial de trouver des solutions d'allègement pour éviter qu'ils ne dépassent les limites de poids du permis de conduire).

 

Les fabricants sont plus ouverts aux nouveaux matériaux et aux nouvelles technologies parce qu'ils savent qu'ils en auront besoin. En ce qui concerne les technologies d'allègement, le temps est définitivement venu.

Mark Wright, Marketing Manager, Transportation - Solvay Specialty Polymers

Une installation pour démontrer la puissance des polymères

Outre la performance, un autre élément est nécessaire pour accélérer la transition vers les composites dans les voitures : convaincre l'industrie que l'acier et l'aluminium ne sont pas les seules solutions possibles. Cela implique de former les ingénieurs automobiles qui ont toujours considéré le métal comme la solution miracle. "C'est à nous de gagner leur confiance et de démontrer qu'un design en polymère peut remplir les mêmes fonctions que le métal", déclare Mark.

Quelle meilleure façon de le faire que dans des conditions grandeur nature ? Solvay a ouvert un espace à cette fin à Bruxelles : le Material Science Application Center (MSAC). Doté d'un équipement de pointe pour les essais de matériaux, l'ingénierie virtuelle et la production de démonstration, le MSAC est un lieu où l'on peut inviter des clients clés et leur montrer l'étendue de ce que les matériaux de Solvay peuvent faire, et plus précisément comment ils se comportent dans une chaîne de fabrication.

Dans ce domaine comme dans tant d'autres, Solvay vise à être plus qu'un simple fournisseur de matériaux et à se positionner comme un fournisseur de solutions pour ses clients, ce qui exige de toujours garder une oreille attentive. "Il est important pour nous de comprendre et d'anticiper les tendances du marché afin de pouvoir offrir à l'industrie les matériaux dont elle a besoin au bon moment", confirme Mark. "C'est ce que nous sommes en mesure de faire grâce à notre portefeuille différencié".

Et de nos jours, tout est assez clair : "Les fabricants sont beaucoup plus ouverts aux nouveaux matériaux et aux nouvelles technologies parce qu'ils savent qu'ils en auront besoin. En ce qui concerne les technologies d'allègement, le moment est définitivement venu".

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