Vous pourriez vous demander : « Qu’est-ce qui rend l’aluminium dans les voitures si courant ? » ou "Qu'est-ce qui fait de l'aluminium un matériau si intéressant pour les carrosseries automobiles ?" sans se rendre compte que l’aluminium est utilisé dans la construction automobile depuis les débuts de l’automobile. Dès 1889, l’aluminium était produit en grande quantité et coulé, laminé et façonné dans les voitures.
Les constructeurs automobiles ont saisi l’opportunité de travailler avec un matériau plus facile à mettre en forme que l’acier. À l’époque, il n’existait que des formes d’aluminium plus pures, typiquement plus douces, possédant une grande formabilité et une excellente résistance à la corrosion qui résiste dans le temps. Ces facteurs ont conduit les constructeurs automobiles à couler au sable et à former de vastes panneaux de carrosserie qui ont ensuite été soudés et polis à la main.
Au milieu du XXe siècle, certains des constructeurs automobiles les plus réputés utilisaient l’aluminium dans leurs voitures. Cela inclut Bugatti, Ferrari, BMW, Mercedes et Porsche.
Pourquoi choisir l’aluminium dans les voitures ?
Les voitures sont des machines complexes composées d’environ 30 000 pièces. Les carrosseries de voitures, ou le squelette du véhicule, sont les éléments les plus coûteux et les plus essentiels à la fabrication de véhicules.
Ils comprennent les panneaux extérieurs qui donnent forme au véhicule et les panneaux intérieurs qui servent de renfort. Les panneaux sont soudés ensemble aux piliers et au garde-corps. Les carrosseries comprennent ensuite les portes avant et arrière, les poutres de moteur, les passages de roues, les pare-chocs, les capots, les habitacles, les panneaux avant, de toit et de plancher.
La solidité structurelle est l’exigence la plus importante pour les carrosseries automobiles. Cependant, les carrosseries doivent également être légères, abordables à produire, résistantes à la rouille et présenter les qualités attrayantes recherchées par les consommateurs, comme d'excellentes caractéristiques de finition de surface.
L'aluminium répond à l'ensemble de ces exigences pour plusieurs raisons :
Versatilité
Naturellement, l’aluminium est un matériau exceptionnellement polyvalent. La formabilité et la résistance à la corrosion de l'aluminium facilitent son travail et sa mise en forme.
Il est également disponible dans différents formats, comme la tôle d'aluminium, la bobine d'aluminium, la plaque d'aluminium, le tube en aluminium, le tuyau en aluminium, le canal en aluminium, la poutre en aluminium, la barre en aluminium et l'angle en aluminium.
La polyvalence permet à l'aluminium d'être un matériau de choix pour une gamme d'applications automobiles qui peuvent nécessiter différentes caractéristiques, qu'il s'agisse de taille et de forme, de limite d'élasticité, de caractère de finition ou de résistance à la corrosion.
Facilité de maniabilité
La qualité des performances et la polyvalence peuvent être améliorées grâce à divers processus de fabrication, tels que le durcissement au four, le durcissement par travail et par précipitation, l'étirage, le recuit, la coulée, le moulage et l'extrusion. Les technologies de soudage améliorées continuent de faciliter l’assemblage de l’aluminium et d’obtenir des résultats plus sûrs.
Léger et résistant
L'aluminium a un rapport résistance/poids élevé, ce qui signifie qu'il est léger et durable. Les tendances automobiles en matière d'aluminium se sont concentrées sur la réduction du poids des véhicules, un objectif principal de l'industrie afin d'atteindre des objectifs d'émissions plus stricts.
Les recherches menées par Drive Aluminum confirment que l'aluminium présent dans les voitures réduit le poids du véhicule et augmente l'économie de carburant et l'autonomie des véhicules électriques (VE). Étant donné que la demande des consommateurs et les incitations environnementales conduisent à une augmentation de la production de véhicules électriques, nous pouvons nous attendre à ce que l'aluminium dans les carrosseries automobiles continue d'augmenter afin de compenser le poids des batteries et de réduire les émissions.
Capacité d'alliage
Le fait que l’aluminium puisse être allié à une gamme d’éléments pour amplifier des qualités telles que la résistance, la conductivité électrique et la résistance à la corrosion augmente son utilisation dans la fabrication automobile.
L'aluminium est séparé en séries d'alliages déterminées par leurs principaux éléments d'alliage. Les séries d'alliages d'aluminium 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx et 7xxx comprennent toutes des alliages utilisés dans les carrosseries automobiles.
Liste des qualités d’aluminium dans les carrosseries de voitures
1100
La série d'aluminium 1xxx est l'aluminium le plus pur disponible. Pure à 99 %, la feuille d’aluminium 1100 est extrêmement malléable. Il démontre également une excellente résistance à la corrosion. Ce fut l’un des premiers alliages utilisés dans les véhicules et continue d’être utilisé aujourd’hui, principalement dans les isolants thermiques.
2024
La série d'aluminium 2xxx est alliée au cuivre. Le 2024 est souvent utilisé dans la fabrication de pistons, de composants de freinage, de rotors, de cylindres, de roues et d'engrenages car il présente une résistance élevée et une excellente résistance à la fatigue.
3003, 3004, 3105
La série d'aluminium au manganèse 3xxx a une grande formabilité. Vous verrez probablement 3003, 3004 et 3105.
3003 présente une résistance élevée, une bonne formabilité, une ouvrabilité et des capacités d'emboutissage. Il est souvent utilisé pour la tuyauterie et les panneaux automobiles, ainsi que pour les pièces moulées de puissance pour les hybrides et les véhicules électriques.
Le 3004 partage de nombreuses caractéristiques du 3003 et peut également être utilisé pour les panneaux de calandre et les radiateurs.
Le 3105 présente d'excellentes caractéristiques de résistance à la corrosion, de formabilité et de soudage. Il apparaît sur les tôles de carrosserie automobile, pour être utilisé dans les ailes, les portes et les panneaux de plancher.
4032
La série 4xxx d'aluminium est alliée au silicium. Le 4032 sera utilisé pour les pistons, les volutes de compresseur et les composants de moteur car il démontre une excellente soudabilité et résistance à l'abrasion.
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
La série 5xxx est l’une des plus populaires pour les carrosseries en aluminium. Son principal élément d’alliage est le magnésium, connu pour augmenter la résistance.
Le 5005 apparaît dans les panneaux de carrosserie, les réservoirs de carburant, les plaques de direction et la tuyauterie.
Le 5052 est considéré comme l’un des alliages les plus utiles et apparaît donc dans une multitude de composants automobiles. Vous le verrez dans les réservoirs de carburant, les remorques de camion, les plaques de suspension, les panneaux d'affichage, les supports, les freins de disque et de tambour et de nombreuses autres pièces automobiles non critiques.
Le 5083 est excellent pour les composants automobiles complexes tels que les bases de moteur et les panneaux de carrosserie.
Le 5182 apparaît comme un pilier structurel pour les carrosseries automobiles. Tout, des supports structurels aux portes, capots et plaques d'extrémité d'aile avant.
5251 peut être vu dans les panneaux automatiques.
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
La série d'aluminium 6xxx est alliée au magnésium et au silicium, elle possède certaines des meilleures capacités d'extrusion et de moulage et démontre un caractère de finition de surface idéal.
6016 et 6022 sont destinés aux revêtements de carrosserie automobile, aux portes, aux coffres, aux toits, aux ailes et aux plaques extérieures où la résistance aux bosses est essentielle.
Le 6061 présente des caractéristiques de finition de surface exceptionnelles, une résistance à la corrosion et une résistance élevée. Il apparaît dans les traverses, les freins, les arbres d’hélice des roues, les carrosseries de camions et d’autobus, les airbags et les réservoirs récepteurs.
Le 6082 possède l’une des meilleures résistances aux chocs. Par conséquent, il est utilisé pour le cadre porteur.
6181 résiste comme panneaux de carrosserie extérieurs.
7003, 7046
Le 7xxx est la classe d'alliage la plus puissante et la plus résistante, alliée au zinc et au magnésium.
Le 7003 est un alliage d'extrusion utilisé principalement pour les formes soudées dans la fabrication de poutres d'impact, de curseurs de siège, de renforts de pare-chocs, de cadres de motos et de jantes.
Le 7046 a des capacités d'extrusion creuse et un bon caractère de soudage. Il apparaît dans des applications similaires à 7003.
L'avenir de l'aluminium dans les voitures
Nous avons toutes les raisons de croire que ce que les constructeurs automobiles ont compris à la fin des années 1800 est toujours vrai aujourd'hui : l'aluminium est un choix exceptionnel pour les véhicules ! Depuis son introduction, les alliages et les techniques de fabrication améliorées n’ont fait qu’augmenter l’utilisation de l’aluminium dans les voitures. Associé aux préoccupations mondiales concernant la durabilité et l'impact environnemental, l'aluminium devrait avoir un impact considérable sur l'industrie automobile.
Auteur : Sara Montijo
Source : https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
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Edité par May Jiang de MAT Aluminium
Heure de publication : 22 mai 2023
