L'industrie automobile adopte l'extrusion d'aluminium pour la légèreté

Imaginez les voitures du futur qui seront plus économes en carburant, plus sûres et plus respectueuses de l'environnement, le tout grâce à une sélection de matériaux innovants. Les extrusions d'aluminium apparaissent comme « l'arme secrète » clé pour faire de cette vision une réalité.

Les extrusions d'aluminium sont créées en forçant un alliage d'aluminium à travers une matrice pour former diverses formes complexes. Leurs applications dans les automobiles sont remarquablement diverses, apparaissant dans les composants structurels, les poutres de sécurité, les radiateurs, les pièces intérieures et presque tous les autres domaines de la conception des véhicules. Qu’est-ce qui rend l’aluminium extrudé si spécial pour que les constructeurs automobiles l’adoptent avec autant d’enthousiasme ?

• Champion des poids légers :Avec seulement un tiers de la densité de l'acier, les extrusions d'aluminium réduisent considérablement le poids du véhicule, améliorant ainsi l'économie de carburant et réduisant les émissions.
• Rentable :Même si l'aluminium peut sembler coûteux au départ, l'extrusion permet d'intégrer plusieurs pièces dans des composants uniques, réduisant ainsi le nombre de pièces et les étapes d'assemblage tout en diminuant les coûts globaux.
• Développement rapide :La production de matrices d'extrusion ne prend généralement que deux semaines, ce qui réduit considérablement les délais de développement des véhicules.
• Gestion thermique :L'excellente conductivité thermique de l'aluminium le rend idéal pour les échangeurs de chaleur et les systèmes de refroidissement des batteries.
• Résistance à la corrosion :L’aluminium naturellement résistant à la corrosion ne nécessite souvent aucun revêtement de protection supplémentaire.
• Assemblage convivial :Facilement formées et usinées, les extrusions d'aluminium s'adaptent à diverses méthodes d'assemblage, notamment le soudage et le collage.
• Résistance structurelle :Les sections transversales optimisées offrent des rapports résistance/poids exceptionnels, répondant aux exigences strictes de sécurité automobile.
• Étanchéité supérieure :L'extrusion monobloc élimine les points de fuite potentiels au niveau des joints, particulièrement précieux pour les boîtiers de batterie.

Le processus d'extrusion offre des possibilités géométriques pratiquement illimitées, permettant aux ingénieurs d'optimiser les formes pour des exigences de performances spécifiques. Les sections creuses réduisent le poids tout en améliorant l'absorption d'énergie, tandis que les profils personnalisés améliorent la rigidité en flexion et en torsion.

Avec de nombreux alliages d'aluminium disponibles, les applications automobiles utilisent principalement les alliages de la série 6xxx. Ces alliages magnésium-silicium offrent le meilleur équilibre entre résistance, résistance à la corrosion et extrudabilité.

Pour des applications uniques telles que les tubes micro-extrudés, des alliages tels que 1100 (excellente formabilité) et 3003 (résistance plus élevée) peuvent être spécifiés pour des composants spécialisés tels que des tubes multiports et des échangeurs de chaleur à micro-canaux.

La microstructure d'une extrusion, notamment la taille des grains, la morphologie et les caractéristiques de la couche superficielle, a un impact critique sur les propriétés mécaniques. Ces caractéristiques dépendent à la fois de la composition de l'alliage et des paramètres de traitement tels que la température d'extrusion et la vitesse de trempe.

• Grains recristallisés :La structure la plus courante, avec des tailles de grains généralement comprises entre 25 et 400 microns. Le contrôle de la taille maximale des grains garantit une bonne formabilité.
• Grains fibreux :Présents dans les alliages à plus haute résistance contenant du manganèse, du chrome ou du zirconium, ils améliorent les propriétés mécaniques mais réduisent la ductilité.
• Structures hybrides :Présentant souvent des couches de surface recristallisées, où l'épaisseur de la couche doit être soigneusement contrôlée pour maintenir des propriétés mécaniques optimales.

Les déclarations environnementales de produits (EPD) fournissent des données complètes sur l'impact écologique des extrusions d'aluminium, aidant ainsi les constructeurs automobiles à faire des choix de matériaux éclairés.

• Rapporte plusieurs mesures environnementales, notamment le potentiel de réchauffement climatique et l'épuisement des ressources.
• Conforme aux normes ISO et aux règles des catégories de produits
• Période de validité de cinq ans pour les EPD certifiées
• EPD moyennes du secteur disponibles depuis 2016 (mis à jour en 2022)
• De nouveaux outils permettent des rapports personnalisés et spécifiques à un emplacement
• Certifié tiers par des consultants en environnement

Compte tenu de la relation complexe entre la sélection des alliages, les paramètres de traitement et les propriétés finales, une collaboration étroite avec des fabricants d'extrusion expérimentés est essentielle pour obtenir des performances et une rentabilité optimales.

Les extrusions d'aluminium s'avèrent indispensables aux initiatives d'allègement, de sécurité et de durabilité automobiles. Grâce à une sélection éclairée des matériaux, au contrôle de la microstructure et à la sensibilisation à l'environnement, les constructeurs automobiles peuvent tirer pleinement parti des avantages de l'aluminium pour créer la prochaine génération de véhicules hautes performances.