Le secteur de l’automobile légère mise souvent sur le coûteux carbone. Cependant, Lorenz Kunststofftechnik préfère utiliser des composés de moulage en feuille en époxy renforcé de fibres de verre. Ces matériaux présentent des caractéristiques de résistance comparables à celles des fibres de carbone, tout en étant 50 % moins chers à produire.
Les composés de moulage en feuille standard (SMC) fabriqués à base de résines polyester ont généralement des propriétés mécaniques telles qu’une résistance à la flexion de 200 MPa, un module de flexion de 10 000 MPa et une résistance aux chocs de 90 kJ/m2, avec une densité comprise entre 1,7 g/cm³ et 1,85 g/cm³. Ils conviennent à de nombreuses applications dans l’industrie électrique et automobile, notamment pour les revêtements intérieurs et les enjoliveurs.
Cependant, avec les besoins croissants de matériaux à densité réduite et de meilleures propriétés mécaniques, tels qu’une résistance à la flexion supérieure à 350 MPa, un module de flexion supérieur à 18 500 MPa et une résistance aux chocs supérieure à 150 kJ/m2, le secteur de l’automobile légère fait de plus en plus appel au carbone coûteux. Au contraire, Lorenz Kunststofftechnik mise clairement sur les fibres de verre. Les composés de moulage en feuille en époxy renforcés de fibres de verre présentent des caractéristiques de résistance comparables à celles des fibres de carbone, mais sont 50 % moins chers à produire, explique Peter Ooms, directeur des ventes chez Lorenz Kunststofftechnik GmbH. En outre, Lorenz dispose d’un procédé établi pour le recyclage des matériaux en SMC renforcés de fibres de verre, ce qui constitue un argument important en termes de durabilité pour l’industrie automobile.
Un nouveau composé de moulage en feuille en époxy renforcé de fibres de verre, sans les faiblesses habituelles de ce type de matériau, pourrait désormais répondre à ces exigences. Pour cela, Evonik a développé un durcisseur appelé VestaliteS. Ce durcisseur à base de diamine, combiné à des résines époxy, permet d’obtenir un matériau en SMC facile et rapide à mettre en œuvre, explique Dr.-Ing. Leif Ickert, responsable du marketing Composites and Adhesives chez Evonik Resource Efficiency GmbH.
Les matériaux en SMC comprenant ce durcisseur présentent une stabilité de stockage élevée dans leur état non durci, tout en permettant un durcissement rapide lors du processus de fabrication en seulement trois minutes. De plus, les propriétés de coulabilité et de démoulage du matériau en cours de transformation sont améliorées, garantissant ainsi une grande qualité des pièces. De plus, les SMC renforcés de VestaliteS ne présentent pas d’émission de styrène et ont des émissions VOC faibles, ce qui les rend particulièrement adaptés aux composants intérieurs de l’automobile.
Evonik travaille en collaboration avec les experts en duroplaste de Lorenz Kunststoffe depuis 2018 pour développer ces SMC. Cette coopération, associée à des analyses et des études de cas complémentaires, vise à démontrer que ce durcisseur peut créer les propriétés souhaitées dans le SMC en époxy. Evonik apporte son expertise en matière de durcisseur époxy, tandis que Lorenz Kunststofftechnik apporte son expertise en matière de SMC. Un partenariat avec Vestaro GmbH apporte également une dimension en termes de technologie automobile et de conseil technique.
L’objectif était de réaliser un composé qui exploite pleinement le potentiel du SMC en époxy, en présentant toutes les propriétés idéales pour la fabrication légère de composants automobiles et autres. Lorenz Kunststofftechnik a déjà développé il y a six ans un semi-produit en SMC, le SMC 0208, qui est particulièrement résistant à la flamme et à la corrosion par rapport aux autres SMC standards. Ils ont donc utilisé leur formule de base pour le SMC en époxy, en remplaçant la résine polyester ordinaire par de la résine époxy et en échangeant quelques autres composants. Le VestaliteS a été ajouté comme ingrédient essentiel.
Le résultat est un matériau composite composé d’époxy, de renfort en fibre de verre et de charges, qui a une densité comprise entre 1,5 g/cm³ et 1,7 g/cm³, ainsi qu’une bonne fluidité et qui ne colle plus à l’outil de moulage. En outre, il présente les propriétés mécaniques suivantes :
- Résistance à la flexion supérieure à 350 MPa
- Module de flexion supérieur à 18 500 MPa
- Résistance aux chocs supérieure à 150 kJ/m2
En comparaison, le carbone présente une résistance à la flexion et une résistance aux chocs moyennes de 320 MPa et 55 kJ/m2 respectivement. Grâce à sa formulation de base, le nouveau semi-produit conserve également les avantages généraux du SMC, notamment une excellente fluidité. Contrairement à d’autres plastiques, il ne contient pratiquement pas de dérivés pétroliers inflammables, souligne Peter Ooms. Avec un indice d’oxygène supérieur à 65 %, il est deux fois plus difficile à enflammer que les plastiques courants considérés comme extrêmement ignifuges. Même lorsqu’il est exposé à une flamme nue, il s’éteint automatiquement en un temps très court et ne se déforme pas et ne goutte pas même à haute température. De plus, le composé conserve une résistance aux chocs élevée même à des températures de -30 °C, ce qui élimine tout risque de fragilité ou de rupture du matériau.
Ainsi, avec son coût inférieur et ses performances comparables aux fibres de carbone, le SMC en époxy renforcé de fibres de verre pourrait bien devenir une alternative prometteuse dans le secteur de l’automobile légère.
(ID:46356684)
Le secteur de l’automobile légère mise souvent sur le coûteux carbone. Cependant, Lorenz Kunststofftechnik préfère utiliser des composés de moulage en feuille en époxy renforcé de fibres de verre. Ces matériaux présentent des caractéristiques de résistance comparables à celles des fibres de carbone, tout en étant 50 % moins chers à produire.
Les composés de moulage en feuille standard (SMC) fabriqués à base de résines polyester ont généralement des propriétés mécaniques telles qu’une résistance à la flexion de 200 MPa, un module de flexion de 10 000 MPa et une résistance aux chocs de 90 kJ/m2, avec une densité comprise entre 1,7 g/cm³ et 1,85 g/cm³. Ils conviennent à de nombreuses applications dans l’industrie électrique et automobile, notamment pour les revêtements intérieurs et les enjoliveurs.
Cependant, avec les besoins croissants de matériaux à densité réduite et de meilleures propriétés mécaniques, tels qu’une résistance à la flexion supérieure à 350 MPa, un module de flexion supérieur à 18 500 MPa et une résistance aux chocs supérieure à 150 kJ/m2, le secteur de l’automobile légère fait de plus en plus appel au carbone coûteux. Au contraire, Lorenz Kunststofftechnik mise clairement sur les fibres de verre. Les composés de moulage en feuille en époxy renforcés de fibres de verre présentent des caractéristiques de résistance comparables à celles des fibres de carbone, mais sont 50 % moins chers à produire, explique Peter Ooms, directeur des ventes chez Lorenz Kunststofftechnik GmbH. En outre, Lorenz dispose d’un procédé établi pour le recyclage des matériaux en SMC renforcés de fibres de verre, ce qui constitue un argument important en termes de durabilité pour l’industrie automobile.
Un nouveau composé de moulage en feuille en époxy renforcé de fibres de verre, sans les faiblesses habituelles de ce type de matériau, pourrait désormais répondre à ces exigences. Pour cela, Evonik a développé un durcisseur appelé VestaliteS. Ce durcisseur à base de diamine, combiné à des résines époxy, permet d’obtenir un matériau en SMC facile et rapide à mettre en œuvre, explique Dr.-Ing. Leif Ickert, responsable du marketing Composites and Adhesives chez Evonik Resource Efficiency GmbH.
Les matériaux en SMC comprenant ce durcisseur présentent une stabilité de stockage élevée dans leur état non durci, tout en permettant un durcissement rapide lors du processus de fabrication en seulement trois minutes. De plus, les propriétés de coulabilité et de démoulage du matériau en cours de transformation sont améliorées, garantissant ainsi une grande qualité des pièces. De plus, les SMC renforcés de VestaliteS ne présentent pas d’émission de styrène et ont des émissions VOC faibles, ce qui les rend particulièrement adaptés aux composants intérieurs de l’automobile.
Evonik travaille en collaboration avec les experts en duroplaste de Lorenz Kunststoffe depuis 2018 pour développer ces SMC. Cette coopération, associée à des analyses et des études de cas complémentaires, vise à démontrer que ce durcisseur peut créer les propriétés souhaitées dans le SMC en époxy. Evonik apporte son expertise en matière de durcisseur époxy, tandis que Lorenz Kunststofftechnik apporte son expertise en matière de SMC. Un partenariat avec Vestaro GmbH apporte également une dimension en termes de technologie automobile et de conseil technique.
L’objectif était de réaliser un composé qui exploite pleinement le potentiel du SMC en époxy, en présentant toutes les propriétés idéales pour la fabrication légère de composants automobiles et autres. Lorenz Kunststofftechnik a déjà développé il y a six ans un semi-produit en SMC, le SMC 0208, qui est particulièrement résistant à la flamme et à la corrosion par rapport aux autres SMC standards. Ils ont donc utilisé leur formule de base pour le SMC en époxy, en remplaçant la résine polyester ordinaire par de la résine époxy et en échangeant quelques autres composants. Le VestaliteS a été ajouté comme ingrédient essentiel.
Le résultat est un matériau composite composé d’époxy, de renfort en fibre de verre et de charges, qui a une densité comprise entre 1,5 g/cm³ et 1,7 g/cm³, ainsi qu’une bonne fluidité et qui ne colle plus à l’outil de moulage. En outre, il présente les propriétés mécaniques suivantes :
- Résistance à la flexion supérieure à 350 MPa
- Module de flexion supérieur à 18 500 MPa
- Résistance aux chocs supérieure à 150 kJ/m2
En comparaison, le carbone présente une résistance à la flexion et une résistance aux chocs moyennes de 320 MPa et 55 kJ/m2 respectivement. Grâce à sa formulation de base, le nouveau semi-produit conserve également les avantages généraux du SMC, notamment une excellente fluidité. Contrairement à d’autres plastiques, il ne contient pratiquement pas de dérivés pétroliers inflammables, souligne Peter Ooms. Avec un indice d’oxygène supérieur à 65 %, il est deux fois plus difficile à enflammer que les plastiques courants considérés comme extrêmement ignifuges. Même lorsqu’il est exposé à une flamme nue, il s’éteint automatiquement en un temps très court et ne se déforme pas et ne goutte pas même à haute température. De plus, le composé conserve une résistance aux chocs élevée même à des températures de -30 °C, ce qui élimine tout risque de fragilité ou de rupture du matériau.
Ainsi, avec son coût inférieur et ses performances comparables aux fibres de carbone, le SMC en époxy renforcé de fibres de verre pourrait bien devenir une alternative prometteuse dans le secteur de l’automobile légère.
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