Insert composite comme renfort structurel pour les montants A

Le montant A hybride 3D s'étend vers le haut à partir du bas de caisse du véhicule, accueille les charnières de porte et maintient le pare-brise en place sur le côté. Origine | LANXESS SA

La Porsche (Stuttgart, Allemagne) 911 Cabriolet qui a été lancé cette année est le premier véhicule fabriqué avec un montant A hybride en métal composite léger conçu pour être utilisé dans les cabriolets et les roadsters.

Le pilier hybride métal-composite contient un insert en acier à haute résistance, soutenu à l'intérieur par un flan formé de polyamide 6 à base LANXESS (Pittsburgh, Pennsylvanie, États-Unis) Tepex dynalite 102-RG600(6)/47% continu composite thermoplastique renforcé de fibres, et par une structure nervurée en Durethan AKV30H2.0 chargé de fibres de verre courtes à base de polyamide 66. Cette structure est liée par friction avec la mousse structurelle L-5235 développée par L&L Products (Romeo, Mich., U.S.). LANXESS affirme que sa gamme Tepex de matériaux composites thermoplastiques est particulièrement adaptée aux composants structurels des voitures particulières, avec leurs exigences de sécurité strictes.

La résistance et la rigidité de l'insert hybride garantissent que le montant A résiste aussi bien aux renversements que les modèles précédents dotés de tubes en acier à haute résistance. Cependant, il est plus léger de 5 kilogrammes. La réduction de poids est obtenue dans la zone de « serre » du véhicule, abaissant le centre de gravité de la voiture et améliorant ainsi la dynamique du véhicule.

« Les excellentes performances mécaniques du montant A hybride démontrent que les inserts hybrides à base de tôle d'acier, d'ébauches Tepex, de variations de polyamide 6 ou de polyamide 66 de Durethan comme matériau de contre-injection et sur une mousse structurelle telle que le L-5235 offrent également des avantages considérables. potentiel d'utilisation dans la conception structurelle de carrosserie de véhicule léger. Cela s'applique en particulier aux véhicules électriques, car leurs batteries lourdes leur confèrent une masse d'impact élevée », explique Henrik Plaggenborg, responsable de Tepex Automotive au sein de la business unit LANXESS High Performance Materials (HPM). « La réduction de poids étend également l'autonomie des véhicules électriques qui utilisent cette technologie. »

D'autres applications potentielles pour les éléments composites hybrides incluent le renforcement des traverses et des longerons, des montants B et C, des pièces de batterie porteuses ou des composants de porte qui sont essentiels à la sécurité.

Les éléments composites hybrides ont été développés et fabriqués par L&L Products sur son site de Strasbourg, France. La première étape de la fabrication des éléments de renfort consiste à former et surmouler les flans Tepex en une seule opération en utilisant la technologie de moulage hybride. Le composant composite résultant est ensuite recouvert d'un système de liaison en mousse à base d'époxyde qui se dilate en réponse à la chaleur. La pièce revêtue est montée sur le corps et subit avec elle le procédé de revêtement par immersion cathodique (KTL). Les températures élevées du processus KTL provoquent l'expansion de la mousse structurelle et sa liaison avec la tôle d'acier à haute résistance, qui est également fixée au boîtier du montant A, pour produire l'insert hybride de renforcement. Cette dernière étape se déroule dans un processus de fabrication entièrement automatisé qui a été développé par Porsche et est soumis à un contrôle qualité permanent.

Le processus de développement de l'insert et du pilier A a été pris en charge par le service client HiAnt de LANXESS. « Les services comprenaient la simulation du formage (drapage) des flans Tepex, la simulation du remplissage pour la contre-injection et le calcul du gauchissement. Nous avons également déterminé les caractéristiques des matériaux pour simuler le comportement mécanique du montant A et avons mis ces chiffres à disposition de Porsche », explique Jean-Marie Olivé, expert en développement d'applications chez HPM.