Rendre les matériaux composites accessibles : L'innovation Maezio de Covestro

J'ai blogué sur les matériaux Maezio de Covestro, composites thermoplastiques renforcés fibres continues (CFRTP) et leur application dans les climatiseurs haut de gamme Casarte de Haier. Maezio est maintenant utilisé dans le shank de chaussures de course édition limitée pour la marque chinoise de sportswear Bmai.

« Covestro a eu un siège mondial à Shanghai depuis 2011 », dit David Hartmann, VP senior croissance ventures chez Covestro qui réside à Shanghai. « Après la récession globale, nous avons réalisé que la Chine était le plus grand marché unique pour nos produits, et en tant que tel, il ne serait pas possible de développer notre business ici en maintenant un siège seulement en Europe. » Ainsi, explique-t-il, Covestro a ses bases bien établies en Allemagne et aux US, mais le centre de gravité pour les composites thermoplastiques Maezio est très fortement en Asie.

Le designer principal de Bmai Axis Liu travaille avec l'équipe Covestro au Centre d'Expérience Innovation APAC de Covestro à Shanghai. SOURCE | Covestro.

La Chine d'abord

« Nous voyons que le développement le plus avant-gardiste et excitant pour biens de consommation est en Chine », continue Hartmann. « Une raison est que les consommateurs chinois sont très indulgents. Ils sont prêts à essayer nouvelle technologie et puis passer à l'itération suivante. Si vous pouvez suivre la vitesse d'itération, alors c'est facile de créer de nouvelles opportunités. »

Bien que partenariats et travail tout le long de la chaîne d'approvisionnement aient toujours été clés pour fournisseurs matériaux — chez DuPont, nous travaillions avec nos clients directs papier Nomex, fabricants noyaux, ainsi que fabricants panneaux et Boeing/Airbus — l'approche de Covestro en Chine est un pas en avant. « Dans notre partenariat avec Bmai, nous discutions et envoyions des infos design en arrière-avant 2-3 fois par jour via apps communication digitales. Et c'est important de messager pas juste où vous réussissez, mais aussi où vous échouez. C'est très atypique par rapport au standard en Europe et US. »

Une autre approche atypique est d'échantillonner le marché chinois directement via la plateforme 1688.com d'Alibaba, la plus grande place de marché B2B digitale en Chine. « Ce n'est pas seulement un canal de vente », dit Hartmann. « Nous rendons nos produits plus accessibles, ce qui rend plus facile pour clients de tester le matériau et aide à driver l'adoption des composites thermoplastiques. » Une bobine 1 kg/33 m de bande unidirectionnelle carbone/polycarbonate 120 mm large est offerte à 488 Yuan. Bien que ce soit le seul produit Maezio sur 1688.com, Covestro a aussi commercialisé feuilles tailles sur mesure et bandes largeurs 120-730mm, ainsi qu'alternatives tissées 3k.

Performance pour tous

Une raison pour ce nouveau niveau de partenariat est que les composites sont si « ajustables » — ou, comme préfère Covestro, réglables. « Quand nous faisons une semelle intercalaire, nous réglons précisément la rigidité dans une direction et la flexibilité dans une autre », dit Hartmann. « Pour chaque client/partenaire nous travaillons dans chaussures — et il y en a plusieurs — nous ingénierons une enveloppe performance légèrement différente basée sur ce qu'ils veulent que la chaussure accomplisse. Avec composites thermoplastiques, vous pouvez faire cela à grande échelle. »

Il note que Covestro est dans les chaussures depuis très longtemps avec variété matériaux, et que composites thermodurcissables remontent aux années 1980. « Nike les utilisait dans shanks et semelles, mais ils étaient surtout là pour le look », se rappelle Harmann. « Et puis est venu le Nike Vaporfly 4%, où ils ont designé une chaussure pour aider briser la barrière marathon 2h. En course, il n'y a rien entre vous et la route sauf la chaussure. Nike prétendait leur utilisation composites et autre tech dans cette chaussure retournait 4% de l'énergie du coureur vers lui/elle. Ils ont maintenant assez données pour montrer que coureurs dans cette chaussure obtiennent jusqu'à 4% avantage. »

Mais Bmai et Covestro ne veulent pas aider juste athlètes élite accéder à ce type avantage performance. « C'est là que Bmai et notre groupe Maezio connectent », dit Hartmann. « Bmai est une entreprise inhabituelle », ajoute l'experte produit globale Covestro Cholthee Chandrachoti. « Ils ont essaimé de la top marque athlétique Chine mais se sont mis en place presque comme contre-culture. (NOTE : Bmai traduit en anglais signifie « sois toi-même ».) Ils sont situés au milieu du plus grand parc récréatif Pékin et chaque employé a un objectif course. Ils sont super engagés à rendre la performance athlétique ouverte à tous, soulignant que chacun a droit de s'aider à courir plus vite et atteindre leur meilleur. » Elle ajoute qu'en Chine il y a maintenant plus de 1 000 marathons par an.

Croquis du designer chaussures Brett Golliff montrent la fonctionnalité complexe recherchée dans designs et matériaux (voir fibre carbone image centre), ainsi qu'un aperçu de comment différentes chaussures pourraient être dans le futur, à droite.
SOURCE| Coroflot.com (gauche, centre) et (droite) originalement de Complex.com (plus dispo) mais actuellement posté sur Sohu.com et museafrica.com.

Changer applications consommateur traditionnelles

Cette idée de démocratiser la performance athlétique est intrigante. « Nous avons déjà reçu demandes clients concernant solutions conçues pour femmes, comme talons hauts haute performance », dit Chandrachoti. « Ils ont besoin flexibilité pour l'avant-pied mais plus rigidité dans la voûte et puis encore plus support vers le talon. Cependant, les fabricants ne veulent pas beaucoup de matériaux et pièces différents à assembler. Ils veulent une pièce. Nous pouvons permettre cela avec Maezio. »

Hartmann liste une variété de composants chaussures potentiels incluant semelles intercalaire, embouts, tiges et semelles extérieures. « La semelle intercalaire est entre le coussin sur le dessus et la semelle extérieure », explique-t-il. « Les designers chaussures essaient de trouver un matériau très dense pour supporter la chaussure mais aussi contribuer fonctions comme amorti et durabilité. » Chandrachoti ajoute la pronation comme autre fonction clé, qui affecte santé orthopédique, stabilité et contrôle pendant exercice. La pronation est le mouvement latéral du pied en marchant ou courant. Si vous sur-pronez — c-à-d votre pied roule vers l'intérieur plus que normal — alors votre chaussure devrait aider distribuer impact uniformément et ajouter stabilité. Si vous sous-pronez — c-à-d votre pied roule vers l'intérieur moins que normal — alors votre chaussure devrait fournir plus amorti pour absorber force verticale et impact extra. « Les fabricants chaussures veulent augmenter rigidité, amorti et/ou flexibilité pour une action ou profil utilisation spécifique », explique-t-elle. « Cette réglabilité a été limitée par matériaux conventionnels et le poids de ces matériaux a aussi besoin d'être réduit. Composites thermoplastiques offrent solution aux deux problèmes. »

Échantillons matériaux Maezio pour embout chaussure, shank et semelle intercalaire. SOURCE | Covestro.
 

C'était la première incursion de Bmai dans matériaux composites thermoplastiques et une sorte de cas test. « Leur objectif est garder prix abordable. Bmai n'a pas beaucoup magasins détail — 70% ventes en ligne. Les quelques magasins qu'ils ont sont appelés « centres expérience » et offrent éducation clients sur leurs produits. » Parce que Bmai ne dépense pas beaucoup en pub ou marketing gros budget, le prix moyen pour une paire de leurs chaussures est sous 100 $.

Options matrice et durabilité

Le polycarbonate (PC) est le premier matériau commercialisé pour produits Maezio parce que Covestro a expertise et capacité extensive ici. « La solution pour Bmai était PC, mais nous testons une gamme matériaux pour chaussures », dit Chandrachoti. « Nous avons dix matériaux différents en test, incluant polyuréthane thermoplastique (TPU). »

Concernant recyclabilité, Hartmann dit que d'ici 2024, l'UE veut interdire plastiques à usage unique. « Nous avons grades PC recyclés sur marché déjà, et regardons pour Maezio, mais avons besoin partenaires initiaux qui veulent développer cela. Nous ne pouvons pas le faire seuls car cela implique toute la chaîne de valeur. » Il affirme que composites thermoplastiques ont potentiel d'être plus durables que thermodurcissables car rebuts sont broyés et remoulés ou transformés en composés moulage injection. « Le recyclage boucle fermée pour Maezio nécessiterait construire une chaîne valeur dédiée », pointe Hartmann. « Mais nous l'avons fait exactement dans notre travail avec Haier. Sur huit mois, notre équipe technique a accédé grand nombre partenaires en Chine pour faire marcher ce programme. Mais ce genre de partenariat et durabilité sont le futur pour industries chimie et composites. »

 

Autres applications et industries

Hartmann voit Maezio fournissant solutions légères pour large gamme applications. « Nous avons plusieurs programmes auto commerciaux actifs en cours et discutons actuellement avec la plupart grands fabricants portables. » Il dit que l'industrie portable veut « plus fin et plus léger », pourtant la couverture extérieure doit être assez rigide pour protéger l'électronique. Les fabricants ont traditionnellement utilisé alliages magnésium pour surface extérieure portables commerciaux, mais il y a eu problèmes chaîne approvisionnement et Maezio offre flexibilité design intéressante incluant diverses finitions surface.

Packs batteries et bagages sont autres applications en développement. « Pour bagages, notre matériau a une esthétique unique ainsi que fonctionnalité et légèreté », dit Hartmann. « Et nous avons réussi à résoudre les problèmes avec formage structures deep-draw. Les coins — appelés coins valise — sont assez difficiles. Quand nous les avons réussis, nous avons vraiment ressenti un sentiment d'accomplissement et aussi montré notre capacité à répondre aux besoins de l'industrie. » Cette formabilité aide aussi développement Maezio dans vélos et autres articles sport.

 

Haute performance, haut volume, bas prix ?

C'est intéressant que tous programmes développement actuels Maezio sont pour biens consommation produits volumes relativement hauts. « Pour petites pièces comme semelle intercalaire chaussure ou couverture portable, vous regardez volumes annuels dans les millions », dit Hartmann. « C'est où avantages composites thermoplastiques entrent en jeu. Avec thermodurcissables, ce volume était très difficile. Avec nos matériaux, ce n'est pas un problème. » Pourquoi pas ? À cause des cycles moulage rapides possibles, typiquement mesurés en 1-2 minutes, descendus à secondes. « Toujours, étant une nouvelle startup, nous sentons que notre job est d'apprendre sur ces industries et marchés pour mieux comprendre ce qu'ils ont besoin, et ce que nous devons faire pour répondre à leurs exigences. »

Hartmann dit que le sens de « Made in China » change. « Il y a un fétiche du design ici qui est très fort, mais il est couplé avec un désir de démocratisation. L'objectif est que tout le monde devrait avoir accès au style et performance. » Il cite le fabricant électronique chinois Xiaomi comme bon exemple. « Ils sont connus pour produire électronique haute qualité, mais à prix plus bas », explique-t-il. « Ils se sont engagés à prendre seulement 5% marge profit et visent grande population clients. Avec Maezio, Covestro CFRTP est en phase avec cette évolution marché et produit. Nous permettons aux gens d'expérimenter les avantages design, performance et lifestyle que composites offrent — mais sans étiquette prix Lamborghini. »