07/10/2014 - Matériaux plus légers dans l'automobile grâce au développement de nouveaux alliages

Menéame

L’impact environnemental généré par le secteur automobile est en train de motiver l’émergence de l’industrie automobile. des réglementations de plus en plus restrictives, la stratégie des fabricants est donc orientée vers la réduction de poids des véhicules.

CIC marGUNE, Centre de recherche coopérative pour la fabrication de haute performance, travaille sur la ligne de jonction de matériaux hybrides dans le but de développer des technologies permettant d’obtenir des composants à plus grande valeur ajoutée par liaison de matériaux disimilaires. "La demande d’unions hybrides ou de fixation de matériaux différents augmente continuellement parce que, pour certaines applications et performances, les matériaux existants individuellement ne permettent pas de répondre aux exigences ," explique Erik Echaniz, chercheur de CIC marGUNE et membre du groupe de recherche Processus avancés de configuration des matériaux de la École polytechnique supérieure de l’Université de Mondragon.

Le développement de nouveaux processus de liaison, plus efficaces, plus durables et moins coûteux, est indispensable pour atteindre cet objectif d’une utilisation plus étendue de matériaux légers dans tous les types de véhicules. Dans ce cadre, "la conception et la fabrication de structures hybrides, présente un grand potentiel tant au niveau technique qu’économique pour les entreprises du secteur automobile" ajoute-t-il. En Europe, par exemple, l’industrie automobile est en train d’intensifier l’utilisation de l’aluminium et d’autres matériaux légers (le magnésium, etc.) dans la structure et le châssis des véhicules. On a ainsi presque doublé son utilisation entre 2000 et 2010 et on s’attend à ce qu’en 2020 ils représentent 70 pour cent de ces utilisations.

La liaison des matériaux

Traditionnellement, le fer et les alliages d’aluminium sont parmi les matériaux les plus importants dans l’industrie automobile et aéronautique en raison de leurs bonnes propriétés. La liaison des deux matériaux permet la création de nouvelles structures hybrides qui combinent la dureté et la résistance à l’usure des aciers avec la faible densité des alliages d’aluminium. Cependant, l’union entre les matériaux disimilaires est compliquée en raison de leur nature différente. Dans le cas particulier des soudures traditionnelles aluminium-acier, on forme des composés intermétalliques riches en aluminium, qui, par leur nature dure et fragile, sont préjudiciables à leur application finale. D’autre part, ce type de technologies de liaison présentent d’importantes limitations en termes de géométrie de la structure mixte.

Les technologies faisant l’objet de recherches sont les suivantes: commodéo, soudure par friction, laser, arc avancé, adhésif et tixoformage (union par surformage à l’état semi-solide). Dans ce domaine, il convient de souligner le tixoforma, une technologie prometteuse pour la fabrication de composants fonctionnels "near net shape" avec de bonnes propriétés mécaniques en une seule étape.

" Grâce à la technologie du tixoformage, nous avons pu obtenir une liaison acceptable de pièces d’une certaine complexité géométrique, et nous avons donc réussi à réduire considérablement le poids d’une pièce réelle, de l’ordre d’environ 40 % ," souligne Echaniz. En outre, "le processus est robuste et répétitif; il n’y a pas de grande dispersion entre les pièces et les autres, et les pièces n’ont pas de défauts" ajoute-t-il.

"La maîtrise de ces technologies est de plus en plus importante et devient stratégique pour le secteur automobile au Pays Basque" conclut Echaniz.

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Centre de recherche coopérative de fabrication à haut rendement

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