Pionnier de la production en série de pièces en matériaux composites pour voitures et avions

Les industries automobile et aéronautique sont fin prêtes à accroître leur production de pièces en matériaux composites, et Solvay dispose des matériaux et de la technologie adéquats, avec ses préimprégnés à cuisson rapide et sa technologie de formage à double diaphragme (DDF). En démontrant aux constructeurs que cela est possible, l’équipe de la GBU Composite Materials au Royaume-Uni ouvre la voie à la fabrication industrielle de pièces composites meilleur marché.

La tendance à la réduction des émissions implique d’alléger les véhicules, et les matériaux composites sont par conséquent appelés à occuper une place de plus en plus importante. Certains marchés de niche comme ceux de l’automobile haut de gamme et des pièces pour avions ont déjà commencé à remplacer le métal par les matériaux composites pour certaines applications spécifiques, mais la production en série des matériaux composites doit encore surmonter deux obstacles majeurs, à savoir le coût et la complexité.

En effet, fabriquer une pièce à partir de matériaux composites reste “un procédé essentiellement manuel, qui convient à de faibles volumes,” explique Rich Hollis, Applications Engineering Operations Lead, du site de la GBU Composite Materials de Solvay à Heanor, en Angleterre. “Nous voulons encourager la fabrication de matériaux composites à grande échelle, afin d’aider les constructeurs automobiles et aéronautiques à améliorer leur productivité et réduire les coûts.” Car Solvay anticipe une demande accrue du marché pour des pièces en matériaux composites.

Animation Double Diaphragm Forming

Légendes : Formage à double diaphragme
1/ Format prédécoupé
2/ Assemblage
3/ Empilage
4/ Préchauffage
5/ Remplissage de la presse
6/ Durcissement par pressage
7/ Auto-démoulage

Une solution unique pour l’automatisation de la fabrication des matériaux composites

La solution réside bien entendu dans l’automatisation des chaînes de production. Plus facile à dire qu’à faire.... Les matériaux composites sont collants et par conséquent difficiles à manipuler par des robots d’assemblage. Par ailleurs, d’autres problèmes comme les débris sur les pièces et le prétraitement ainsi que le nettoyage des outils expliquent la lenteur et le coût élevé du procédé, avec de nombreuses étapes cruciales devant être effectuées à la main.

Or la technologie de formage à double diaphragme (DDF) sur laquelle Solvay travaille depuis quelques années maintenant pourrait résoudre ces problèmes. Combinée à la chimie des composites favorisant une cuisson rapide, cette technologie permet d’automatiser l’intégralité du procédé de fabrication, et de gagner ainsi un temps considérable tout en réduisant les coûts.

En savoir plus

En fait, la technologie DDF permet de ramener à seulement trois minutes le temps de production d’une seule pièce, de la matière première jusqu’au produit fini prêt à l'emploi, et par conséquent de fabriquer plus de 100.000 pièces par an, étant donné que les robots peuvent fonctionner simultanément. De tels chiffres pourraient ouvrir la voie à l'industrialisation de la fabrication des pièces en matériaux composites. “La technologie DDF de Solvay a déjà été utilisée par BMW il y a quelques années,” souligne Rich, “et d'autres constructeurs automobiles se sont montrés très intéressés ces 12 derniers mois, mais l’industrie aéronautique est elle aussi disposée à utiliser ces nouvelles technologies et meilleures pratiques pour accroître sa productivité.”

Avec la technologie DDF, nous voulons encourager la fabrication de matériaux composites à grande échelle, afin d’aider les constructeurs automobiles et aéronautiques à améliorer leur productivité et réduire les coûts.

Rich Hollis, Applications Engineering Operations Lead, pour la GBU Composite Materials de Solvay

Démonstration de la faisabilité en interne

Mais concevoir de nouvelles technologies n’est utile que si les clients les adoptent. Or face à des méthodes de fabrication de longue date utilisant des technologies éprouvées, le changement peut prendre du temps. Rich et son équipe ont donc pris les choses en main pour démontrer aux clients potentiels les avantages du formage à double diaphragme. “Les clients ont manifesté de l’intérêt pour cette technologie, mais éprouvaient des difficultés à s'imaginer à quoi la chaîne de fabrication pouvait ressembler, et nous avons décidé de leur montrer en en créant  une chez nous,” déclare-t-il. “Notre équipe a entièrement conçu et construit la chaîne de fabrication. Nous avons fait de ce concept une réalité.”

Ils ont ainsi créé une chaîne de production entièrement automatisée dans les installations de Solvay à Heanor, en Angleterre, en transformant des machines existantes (trois robots et une presse de moulage). Ceci étant dit, cette chaîne a été réalisée à des fins de démonstration, et Solvay n’a aucune intention de se lancer dans la fabrication de pièces.

Le 16 janvier, 150 clients et partenaires de Solvay à travers le monde, parmi lesquels des constructeurs mais aussi des équipementiers capables de fournir les machines destinées aux nouvelles chaînes de production, ont été invités à Heanor afin de découvrir cette technologie. “Nous avons voulu leur montrer tout le champ des possibles,” poursuit Rich. “Cette chaîne de production est  destinée à nous aider à balayer les interrogations et démontrer la capacité de la technologie  DDF à répondre à leurs besoins spécifiques.” En adoptant la technologie et les matériaux de Solvay, ces clients contribueront à la montée en puissance des matériaux composites.