Alors que la législation environnementale devient mondialement stricte, l’allègement du métal est un élément crucial qui permettra aux fabricants d’équipement d’origine (OEM) du secteur automobile de continuer et d’atteindre les objectifs d’émissions. Le désir d’avoir des voitures plus légères se traduit directement par un poids et une consommation de carburant, une amélioration du kilométrage et une réduction des émissions de CO2.
Dans les automobiles modernes, et en passant maintenant aux véhicules électriques (VE), la recherche et le développement ont proposé des matériaux de pointe qui jouent un rôle essentiel dans l’amélioration de l’économie de carburant tout en garantissant le maintien de la sécurité et des performances. Comme on dit dans l’industrie automobile, il faut moins d’énergie pour accélérer un véhicule plus léger qu’un véhicule plus lourd ; les matériaux légers augmentent l’efficacité des véhicules et offrent ainsi plus de potentiel.
Lorsque nous parlons d’amélioration de l’économie de carburant, une réduction de 10 pour cent du poids du véhicule peut entraîner un avantage de 6 à 8 pour cent. L’utilisation de matériaux légers comme l’aluminium dans une automobile en remplacement de la fonte et des composants traditionnels en acier répond parfaitement aux exigences de réduction de poids, de consommation de carburant et d’émissions de gaz à effet de serre.
L’aluminium, connu pour sa polyvalence, sa résistance, sa flexibilité, sa malléabilité, sa conductivité, sa réflectivité et sa résistance à la corrosion, s’adapte à la légèreté et aux autres capacités recherchées par les équipementiers dans l’espace automobile mondial. Par conséquent, dans l’industrie automobile, des solutions de conception hybrides et légères sont intégrées dans presque tous les composants des véhicules, car les applications pour les matériaux légers réduisent considérablement les émissions de CO2. Il peut être atteint grâce à des réductions de poids considérables dans la conception des véhicules.
L’aluminium en têteEn tant que matériau de réduction de masse, l’aluminium a un grand potentiel étant donné que ses 2,7 grammes par centimètre cube représentent moins de la moitié du fer à 7,8 g/cm3 et du cuivre à 8,9 g/cm3. En outre, même dans des mesures de performance spécifiques telles que la résistance mécanique et la rigidité, l’aluminium est mieux adapté aux métaux de la nouvelle ère dans la conception de composants de véhicules. Dans presque tous les cas impliquant le moteur, les radiateurs, les roues, les pare-chocs, les pièces de suspension, les blocs-cylindres, les corps de transmission ou les pièces de carrosserie comme les capots, les portes et même le cadre, l’aluminium a permis de répondre aux critères de performance souhaités. Ceci est réparti dans tout le véhicule, même la carrosserie en acier étant remplacée par de l’aluminium de toutes les manières possibles, même dans le monocoque. L’aluminium et ses alliages sont le meilleur pari étant donné qu’ils sont également faciles à couler, forger, usiner, rouler et extruder.
Outre la réduction de poids par des pratiques de substitution directe de matériaux, il existe d’autres méthodes supplémentaires qui assurent l’allègement des composants. Celles-ci incluent des techniques de fabrication spécifiques utilisant des alliages d’aluminium avec des extrusions multi-creux ou des moulages sous pression à paroi mince, à haute résistance et sous vide qui permettent de nouvelles solutions de conception utilisant les derniers développements technologiques. Ce qui aide l’aluminium à réaliser sa position de leader, c’est que son utilisation dans les véhicules conduit à des étapes supplémentaires vers la réalisation de l’économie de poids souhaitée tout en conservant ou en augmentant la taille du véhicule. Les nouveaux niveaux de construction légère à forte intensité d’aluminium dans les automobiles offrent une bien meilleure économie de carburant. Certains des véhicules les plus économes en carburant au monde reposent sur l’aluminium dans leurs conceptions automobiles. Aujourd’hui, alors que les véhicules hybrides et entièrement électriques trouvent de plus en plus preneurs, la puissance de la batterie n’est plus une exigence. Tout véhicule à forte intensité d’aluminium aurait besoin de moins d’énergie de batterie, mais serait toujours capable de transporter plus de charge utile de manière efficace tout en économisant sur les coûts de carburant.
Améliorer la forme physique du véhiculePour chaque 10 pour cent de réduction de poids obtenue en utilisant l’aluminium contre l’acier, une réalisation de 5 à 7 pour cent d’économies de carburant est une possibilité. Et au-delà de cela, une diminution du poids à l’aide de l’aluminium offre la possibilité d’utiliser des moteurs automobiles plus petits et plus efficaces qui offrent un système de transmission à plusieurs vitesses économe en carburant de plus petite taille. Dans les véhicules électriques, l’utilisation de l’aluminium permet d’augmenter l’autonomie de conduite à peu près dans la même proportion qu’elle réduit le poids. Grâce à l’aluminium, plus un VE est léger, plus il vous prendra du temps avec une seule charge. Par conséquent, l’utilisation de l’aluminium est essentielle pour les véhicules à moteur à combustion interne (ICE) afin de réduire les émissions et de tirer le meilleur parti de chaque goutte de carburant. C’est la même chose pour les fabricants de véhicules électriques qui travaillent dur pour augmenter l’autonomie du véhicule à partir d’une seule charge.
Compte tenu des avantages de réduire le poids des véhicules qu’il offre, l’aluminium devrait être à la pointe des innovations utilisant des matériaux de nouvelle génération remplaçant l’acier et d’autres métaux plus lourds dans la voiture moyenne. L’une des préoccupations lors du remplacement des métaux plus lourds est la sécurité. La résistance à la traction, la rigidité structurelle, la corrosion et la résistance thermique restent des propriétés cruciales de l’aluminium dans la fabrication de composants automobiles. La recherche et le développement utilisant l’aluminium en aval ont entraîné une nouvelle poussée pour le développement de nouveaux matériaux qui ont conduit à explorer des alternatives rentables et à développer de nouveaux processus d’assemblage.
Relever les défisIl ne fait aucun doute que le problème le plus crucial auquel le secteur automobile est aujourd’hui confronté est l’allègement. L’industrie de l’aluminium en aval a le pied sur la pédale, développant des solutions qui répondent au besoin de compenser le poids des nouvelles fonctionnalités, les besoins de sécurité supplémentaires et le passage aux véhicules électriques. Alors que les composites en fibre de carbone, l’acier à haute résistance, le magnésium, le titane et diverses mousses, plastiques, caoutchouc et fibres naturelles telles que le bambou et le kénaf sont à l’essai, l’aluminium est le choix le plus populaire qui stimule l’industrie. La combinaison de la résistance et de la ductilité dans les applications automobiles est un paramètre de performance clé que les alliages d’aluminium ont remarquablement atteint.
La recherche et le développement d’alliages d’aluminium, qui ont commencé au début des années 1900, ont grandement amélioré leurs propriétés inhérentes et ont ouvert la voie à la grande variété d’utilisations qu’ils ont aujourd’hui. Pour atteindre ces objectifs, le segment de l’aluminium en aval travaille en étroite collaboration avec les équipementiers et les fournisseurs de l’industrie automobile pour développer des matériaux légers pour la carrosserie, le châssis, l’intérieur, le groupe motopropulseur et les applications sous le capot. De nouvelles réalisations de construction légère à forte intensité d’aluminium devraient donc également permettre d’économiser du carburant. Par exemple, des mesures d’économie de poids supplémentaires consistant à avoir un moteur plus petit ou un réservoir de carburant plus petit satisferaient aux exigences d’accélération et de kilométrage par remplissage de réservoir.
La recherche et le développement de pointe dans la technologie de l’aluminium ont conduit à des solutions d’aluminium optimisées, l’introduction d’alliages d’aluminium aux propriétés améliorées étant développées en tant que nouveaux concepts de conception.
Offrant de meilleures technologies de formage et d’assemblage pour l’industrie automobile, ces matériaux et technologies de nouvelle génération offrent un potentiel supplémentaire significatif de réduction de poids grâce à l’utilisation d’ébauches sur mesure et de profilés laminés. L’utilisation de l’aluminium dans la fabrication d’automobiles a abordé les trois principaux éléments des constructeurs automobiles : l’aérodynamique, le poids et le moteur. La meilleure partie de la façon dont l’aluminium relève ces défis est qu’il peut être conçu pour être aussi solide sinon plus résistant que les métaux traditionnels comme l’acier.
En ce qui concerne l’avenir, les experts prédisent que les constructeurs automobiles continueront à créer de nouveaux alliages qui contribueront à accroître l’adoption d’aluminium à faible poids et à haute résistance à un rythme beaucoup plus rapide que jamais auparavant. Face à la pression des consommateurs et aux défis environnementaux croissants, l’aluminium a déjà confirmé sa position de matériau automobile à la croissance la plus rapide au monde. Avec l’adoption généralisée des véhicules électriques, la demande d’extrusions d’aluminium et de pièces moulées sous pression en aluminium continue de croître, aidant les constructeurs automobiles à s’aligner sur les nouvelles tendances de mobilité qui offrent une conduite sûre et agréable, ce qui est également meilleur pour la protection de notre environnement.
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Matériaux et technologies de nouvelle génération pour réduire le poids des véhicules
L’utilisation de matériaux légers comme l’aluminium dans une automobile en remplaçant la fonte et les composants en acier traditionnels aide les équipementiers à réduire le poids des véhicules, la consommation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre.
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