La fabrication de pièces composites à l’échelle industrielle s’accélère

Le partenariat de Solvay avec une entreprise britannique ouvre la voie à la production industrielle de pièces automobiles en matériaux composites, accélérant et simplifiant ainsi la fabrication tout en contribuant à la réduction des émissions grâce à un poids allégé. Les camionnettes de livraison ASDA sont les premières à en bénéficier, mais l'industrie aéronautique se montre également intéressée.

Spécialisée dans la production de pièces automobiles en matériaux composites pour véhicules haut de gamme ou « super cars », l'entreprise d’ingénierie britannique Penso a conclu un partenariat avec Solvay pour constituer le consortium Flexible Lightweight Architecture for Volume Applications (FLAVA), dont l’objectif consiste à créer une chaîne d’approvisionnement en matériaux composites offrant à l’industrie automobile de nouveaux procédés de fabrication, qui favorisent une plus grande flexibilité en matière de design, une logistique simplifiée, un allègement répondant aux exigences de réduction des émissions ainsi qu’une réduction des coûts. En 2017, FLAVA a obtenu une subvention de plusieurs millions de Livres Sterling de l’Advanced Propulsion Centre (APC) britannique, et Mercedes-Benz Vans UK a rapidement rejoint le projet.

Gerald-Perrin Solvay

Les composites sortent du marché de niche pour devenir monnaie courante

Fournisseur de premier plan de matériaux composites de haute performance,  Solvay collabore avec Penso depuis de nombreuses années. Ce projet a pour but d’accroître les volumes et de démontrer les possibilités offertes par l'industrialisation, en ouvrant la voie à la robotisation des chaînes de fabrication des matériaux composites. “Les pièces automobiles en matériaux composites représentent encore un marché relativement petit,” déclare Gérald Perrin, responsable du développement commercial du segment automobile au sein de la GBU Composite Materials de Solvay (photographié ci-dessus). “Nous travaillons sur des solutions visant à réduire les coûts et à consolider les procédés de fabrication de manière à permettre une production en série.”
 
La production de pièces automobiles en matériaux composites reste un procédé lent et coûteux en raison de la nature du matériau, qui nécessite davantage de manipulations et occasionne davantage de pertes que le métal. Mais Solvay a créé une unité pilote dans son usine d'Heanor, au RU, afin de démontrer qu’un procédé de fabrication de pièces composites entièrement robotisé est possible. Il a fallu pour cela modifier les composites, et notamment leur composition chimique, afin d'accélérer la polymérisation. Le résultat obtenu est une production rapide de pièces parfaites, rigoureusement identiques, sans aucune intervention humaine.

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Les procédés de fabrication et formulations chimiques que nous avons conçus pour ce projet ont démontré leur faisabilité, et sont désormais prêts à être déployés.

Gérald Perrin, Head of Automotive Business Development, Composite Materials, Solvay

De nouveaux procédés pour des matériaux avancés

Solvay produit des préimprégnés en feuille, que les fabricants découpent pour fabriquer leurs pièces. Mais l’obtention de l’épaisseur souhaitée pour une pièce donnée nécessite de superposer un certain nombre de couches, un procédé long et principalement manuel. En parvenant à robotiser cette étape, l’unité pilote d’Heanor a réduit le délai de fabrication d'une pièce à trois minutes au lieu de plusieurs heures !

Avec FLAVA, Solvay a pu démontrer que les véhicules à base de matériaux composites tels que les camionnettes de livraison peuvent être fabriqués à l'échelle industrielle. Pour ce faire, nous avons investi dans le développement de produits et la recherche en automatisation, et avons industrialisé la fabrication de matériaux composites, créant ainsi une chaîne d’approvisionnement pour nos clients finaux”, explique Gérald. “FLAVA est un tremplin dans notre stratégie d’industrialisation.” 

Gerald-Perrin,-Aurele-Bras,-Claire-Michel,-Richard-Hollis,-John-Hackett,-Jed-Richter---Solvay-Team

(Gérald Perrin, Aurèle Bras, Claire-Michel, Richard Hollis, John Hackett, Jed-Richter,
de l’équipe Solvay)

Les utilisateurs finaux sont les fabricants d'utilitaires utilisés pour la livraison à domicile des achats en ligne. L'essor fulgurant de ce marché a dopé la demande pour des camionnettes modulables, capables de transporter des marchandises à différentes températures. “Notre collaboration avec Penso pour industrialiser la fabrication de pièces composites confère à ces véhicules de nombreux avantages : leur poids allégé permet de réduire leurs émissions tout en augmentant leur charge utile, et par conséquent de livrer un plus grand nombre de clients par trajet,” poursuit Gérald. L’unité d’assemblage robotisée de Penso débutera la fabrication à grande échelle de ces camionnettes en 2020.

Des opportunités commerciales illimitées pour les composites

Désormais, nous ambitionnons de transposer ces procédés de fabrication à d’autres marchés comme la fabrication d’automobiles en série et l’aéronautique, notamment la mobilité aérienne urbaine,” affirme  Gérald. Des partenariats technologiques ont d'ores et déjà été signés avec des acteurs majeurs de ces industries, et des visites de l'unité pilote d’Heanor sont programmées pour début 2020.
 
L’industrie aéronautique, où la mise en œuvre des innovations est traditionnellement lente, s’intéresse de plus en plus aux avancées technologiques du secteur automobile, qui évolue plus rapidement. “Les procédés de fabrication et formulations chimiques que nous avons conçus pour ce projet ont démontré leur faisabilité,” résume Gérald. “Ils sont désormais prêts à être déployés dans les industries automobile et aéronautique.” Les pièces composites pour véhicules de toutes sortes sont définitivement passées à la vitesse supérieure.