Tepex renforce le démonstrateur d'appui-tête de siège enfant

Les matériaux composites thermoplastiques renforcés de fibres continues Tepex de LANXESS (Pittsburgh, Pennsylvanie, États-Unis) ont montré un potentiel pour une variété d'applications automobiles - ces CW a récemment couvert le support d'un montant A automobile hybride métal-composite, une coque de siège arrière automobile et un démonstrateur d'accoudoir de console centrale. Une récente étude de cas de l'entreprise ajoute la construction légère de composants de sécurité structurelle à la liste.

LANXESS a récemment développé un appui-tête pour siège enfant en tant que démonstrateur technologique pour illustrer les opportunités des matériaux sur ce marché. Le composant est produit dans un procédé de moulage par injection composite de particules-mousse (PCIM).

« L'insert en Tepex peut réduire le poids de l'appui-tête jusqu'à 30 % par rapport à la variante de composant produite dans le commerce - et avec des performances de collision comparables également. Cela simplifie également le processus de production », explique le Dr Klaus Vonberg, du groupe Tepex Automotive chez LANXESS. Tepex est développé et produit par Bond-Laminates GmbH, filiale de LANXESS (Brilon, Allemagne).

Le démonstrateur est le résultat d'un projet de recherche transnational financé par le ministère fédéral allemand des Affaires économiques et de l'Énergie dans le cadre du Programme central d'innovation pour les petites et moyennes entreprises (PME) (acronyme allemand :ZIM). Le Département des structures légères et de la technologie des polymères (SLK) de l'Université de technologie de Chemnitz, Polycomb GmbH (Auengrund, Allemagne) et le fabricant de sièges pour enfants Avionaut (Szarlejka, Pologne) participent à ce programme.

Pour l'appui-tête, les partenaires du projet ont développé un processus de production alternatif basé sur PCIM. Pour renforcer l'appui-tête à certains endroits et réduire le poids, ils ont utilisé un insert personnalisé en Tepex dynalite 104-FG290(4)/47%. Il s'agit d'un matériau composite à base de polypropylène renforcé par deux couches de mèches continues en fibre de verre. L'insert est formé en une seule opération à l'aide d'un outil de moulage par injection avec plaque tournante et contre-injecté avec un composé de polypropylène renforcé de fibres de verre courtes pour intégrer la structure de support de l'appui-tête et du dossier. L'insert préfabriqué est ensuite contre-moussé dans un deuxième outil à l'aide de mousse de particules à base de polypropylène expansé (EPP).

L'appui-tête de référence, en revanche, est actuellement produit en série à l'aide de plusieurs composants individuels, selon LANXESS. La structure de support est en polypropylène renforcé de fibres de verre longues. Il est assemblé avec un composant EPP expansé séparément à l'aide de quatre broches de support en polypropylène.

« Non seulement le nouveau processus de production hautement intégré est plus économe en énergie que la procédure précédente, mais il aboutit également directement au composant fini. Cela réduit le nombre total de pièces de six à une, ce qui réduit également les coûts de production en termes de logistique et les dépenses en machines nécessaires », explique Norbert Schramm, assistant scientifique à l'Université de technologie de Chemnitz et responsable du projet ZIM.

L'économie de poids avec la version actuelle du composant d'appui-tête en fibre de verre est d'environ 26%, bien que les participants au projet notent un potentiel pour plus. Selon Schramm, « si un renfort à base de fibres de carbone est utilisé dans le produit semi-fini composite et dans le matériau de moulage par injection, le résultat est un assemblage presque 30 % plus léger. »

Pour le projet, le SLK a choisi les matériaux, analysé l'adhérence du composite, conçu la structure et réalisé l'optimisation de la topologie. Polycomb a dirigé le développement et la mise en œuvre de la conception du démonstrateur, la production de prototypes et l'optimisation du concept du système. Avionaut a analysé les zones de transmission de force, développé la conception et examiné le comportement en cas de collision de l'appuie-tête et de l'ensemble du siège lors de tests de collision réalistes, par exemple. LANXESS a aidé les partenaires du projet à choisir les matériaux et a également participé à des tâches telles que le développement du processus de moulage hybride.

LANXESS voit un potentiel pour Tepex et le nouveau processus de production de porte-bébés, de dossiers et d'accoudoirs ainsi que de coques de siège pour de nouveaux concepts de sièges très complexes dans les voitures autonomes ou pour les sièges confort pour les navettes, les bus VIP et familiaux et les véhicules électriques.