Alliages d’aluminium dans le secteur des transports: matériaux et conception

Les différents alliages d’aluminium sont des matériaux qui présentent des propriétés mécaniques exceptionnelles de formabilité, esthétique et protection contre la corrosion. Parmi le large catalogue d´alliages disponibles, il existe des solutions spécifiquement développées pour des applications dans de nombreux domaines de l’industrie et la vie quotidienne.

L’utilisation de l’aluminium dans l´ensemble du secteur des transports peut se diviser en trois grandes catégories: les éléments décoratifs et fonctionnels , à la fois intérieur et extérieur fabriqués en tôle d’aluminium par des processus d´estampage ou gaufrage , les systèmes d’échappement des moteurs à combustion interne fabriqués par usinage de la plaque d’aluminium , et les composants de structure et conteneurs. Ces derniers constituent une section d’une importance particulière , puisque les concepts varient considérablement selon le type de véhicule .

La production de véhicules est soumise aux mêmes approches de meilleures performances et optimisation des coûts de fabrication que dans le reste du secteur industriel. À cela s’ajoute depuis deux décennies une législation plus stricte sur les émissions de polluants, ce qui affecte de manière significative les caractéristiques du véhicule directement, les performances du moteur et le poids de celui-ci. C´est ici que l´aluminium acquière son importance dans la fabrication d´élements des véhicules, pour son implication dans la consommation et dans une plus large perspective, par les méthodes de fabrication et production utilisés.

En termes de réduction de poids , il est essentiel d’utiliser des matériaux structuraux d´haute résistance, qui permettent une réduction d’épaisseur et donc du poids, tout en assurant la rigidité et les niveaux de sécurité structurelle nécessaire. Dans cette section, les options dépendent en grande partie du type de structure utilisée par les différents modèles de véhicules:

  • Les automobiles utilisant un châssis autoportant (structure et châssis forment un élément unique) et des panneaux extérieurs constitués principalement par estampage à partir d’aluminium en bande.
  • Le reste de véhicules utilisent un cadre séparé sur lequel est monté une superstructure tubulaire et des panneaux externes (autobus) ou un conteneur (camion, wagon de marchandises).

En ce qui concerne la fabrication, sont des aspects importants l’utilisation des méthodes de formation et de liaison par son impact économique, ainsi que d’un choix favorable en termes de coûts et de la réduction possible des coûts de l´environnement -élimination des peint dans les cas où cette mesure pourrait survenir-.

Enfin, l’optimisation des matériaux est essentielle pour atteindre les objectifs fixés en termes de possibilité de réduction de poids, de consommation et des émissions.

Dans ce scénario, les alliages d’aluminium ont un ensemble pratiquement inégalée de propriétés qui permettent des solutions optimales pour augmenter la diversité des véhicules, en particulier les bus (avec ses sous-types), trains et wagons de métro, tramways, etc.. . En effet, l’aluminium est le matériau de choix par de nombreux fabricants de ces véhicules à travers le monde .

Les éléments décoratifs fabriqués à partir de tôle d’aluminium sont un choix intéressant, car il offre de bonnes propriétés mécaniques, y compris les joints soudés. Dans les cas où il est nécessaire utiliser de la peinture pour des critères corporatifs ou esthétiques, l’aluminium contribue aver une durabilité considérablement plus grande que les aciers au carbone. Options pour laquelle une attention particulière est portée sont les applications structurelles, pour lequelles l’ aluminium écroui bénéficie de ses grandes propriétés anticorrosion et une résistance mécanique accrue. Comme le reste de l’aluminium, il peut être soudé correctement, dans les conditions précisées dans chaque cas.

Tout ce qui précède peut vous donner une idée, mais évidemment pas complet des principales exigences des véhicules dans le secteur des transports, la diversité de ceux-ci et le large éventail de types d’aluminium et de fonctionnalités disponibles. Les véhicules de production actuelle et passée s’appuient fortement sur ​​les aciers au carbone, de même que sur les éléments en bande et tôle aluminium.

Les alliages d’aluminium modernes sont techniquement et économiquement une alternative viable comme matériau de construction dans la fabrication d’ autobus, autocars, voitures, etc.. . à partir du résultat d’une étude sur les sujets suivants:

  • Caractéristiques du véhicule (type, l’utilisation, le poids et la consommation maximale, la zone d’exploitation, durée de vie, etc …. ).
  • Propriétés de base de l’étude des matériaux choisis.
  • Optimisation de la conception.
  • L’analyse du coût du cycle de vie.

Implicite dans cette courte liste de questions à considérer est le choix de matériaux compatibles pour l’étude cohérent avec tous les aspects relatifs du véhicule. Les phases ultérieures de la conception et l’analyse des coûts sont essentiels pour faire valoir les possibilités techniques et économiques réels des matières comparées et choisir la bonne. Cette évaluation des coûts est encore plus important si l’on veut montrer que l’investissement initial de la solution en aluminium est compensée au cours de la phase opérationnelle par une moindre consommation, de même que d´une réduction dérivée de l’entretien de ces véhicules.

Enfin, il convient de noter explicitement un facteur qui est souvent négligé et qui est, cependant, indispensable lorsque l’on considère le remplacement éventuel de solutions en aluminium pour des applications complexes telles que les véhicules de transport. La conception est adaptée, à savoir la conception doit se faire en tenant en compte les caractéristiques du matériau en aluminium choisi et non pas celui remplacé. Logiquement, ces lignes directrices de conception spécifiques sont également nécessaires et applicables pour l’étude de faisabilité de nouveaux véhicules en aluminium. Il est démontré qu´au facteur de la conception s´ajoute les favorables prix actuels de l´aluminium, facteurs essentiels pour le succès de l’utilisation de différents alliages dans les véhicules de transport et, finalement, pour l’occasion il crée une différenciation du fabricant envers la concurrence.

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