Le changement technologique dans l'industrie automobile, loin du moteur à combustion et vers des entraînements électrifiés et autres, a également un impact sur l'industrie du moulage sous pression.

Nouvelles technologies d’entraînement et opportunités de marché pour les fonderies

Coulée sous pression Nouvelles technologies d’entraînement et opportunités de marché pour les fonderies

| Auteur / Éditeur: Nürnberg Messe / Nicole Kareta

Par moulage sous pression, des pièces complexes à paroi mince peuvent être fabriquées qui sont parfaitement adaptées aux exigences technologiques respectives et répondent à la demande de conception légère. En outre, de nouvelles opportunités de marché apparaissent pour les fonderies de moulage sous pression en relation avec la numérisation.

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Le changement technologique dans l’industrie automobile, loin du moteur à combustion et vers des entraînements électrifiés et autres, a également un impact sur l’industrie du moulage sous pression.

(Source: NuernbergMesse / Heiko Stahl)

Les pays industriels établis et émergents connaissent un changement de mobilité. Les mégatendances telles que l’urbanisation, l’utilisation de sources d’énergie renouvelables et les considérations environnementales jouent un rôle important. Dans le même temps, l’industrie automobile est au début d’un profond changement. Le changement de loin le plus important est la tendance à l’électromobilité1, 1a. Les deux développements sont liés et ont un impact majeur sur les chaînes d’approvisionnement de l’industrie automobile, parmi lesquelles l’industrie du moulage sous pression a une position puissante.

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Besoins de mobilité

Les experts s’attendent à ce que le développement mondial se concentre de plus en plus sur les agglomérations urbaines. À l’avenir, cela se traduira par une demande beaucoup plus importante d’énergie électrique, notamment pour répondre aux besoins de mobilité de la population. L’électricité est nécessaire, par exemple pour la conduite sans émissions des tramways, métros et trains, mais les bus électriques, les camionnettes et les véhicules à usage individuel doivent également être alimentés en électricité de manière fiable. L’électricité est également nécessaire pour les systèmes de gestion du trafic qui contrôlent intelligemment les flux de trafic au moyen de données en temps réel et aident à faire un usage optimal de l’espace disponible pour le trafic, et l’électricité est également nécessaire pour la communication entre les moyens de transport. Les constructeurs automobiles doivent s’adapter à ces évolutions pour pouvoir rester sur le marché. Ces entreprises sont également confrontées au défi de pouvoir proposer des solutions de mobilité et de transport complexes basées sur de nouveaux modèles de conducteur de véhicule tels que le covoiturage et l’utilisation intelligente des véhicules.

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L’industrie automobile en période de changement

L’ensemble de l’industrie automobile devrait connaître un changement complet au cours des dix prochaines années, peut-être même plus tôt2. Ce changement sera complètement nouveau car il entraînera un développement technologique plutôt continu et lent, comme on le sait jusqu’à présent, vers des sauts technologiques perturbateurs. Un sujet central est le développement de nouvelles technologies d’entraînement, dites alternatives. Dans de nombreuses régions du monde, les exigences législatives obligent l’industrie automobile à lancer de plus en plus de véhicules avec des entraînements sans polluants. Selon une étude publiée par l’institution financière Deutsche Bank, les véhicules à batterie seront la priorité absolue à l’avenir3.

Un certain nombre d’articles spécialisés traitent de la façon dont le changement technologique vers les entraînements électrifiés peut ressembler et quel rôle peut être joué par les pièces moulées en détail1, 4, 5, 6. Outre l’entraînement par batterie, d’autres technologies font également l’objet de travaux de recherche, par exemple les entraînements hybrides, les entraînements à pile à combustible à hydrogène, les entraînements au gaz naturel et au GPL et les entraînements basés sur des carburants produits par synthèse. Bien que les experts ne soient pas d’accord sur l’importance des différentes technologies de conduite au fil du temps, il est généralement admis que les véhicules à propulsion alternative auront une part croissante dans la production mondiale de véhicules à moteur. Néanmoins, des efforts sont en cours pour optimiser les moteurs à combustion interne afin qu’ils conservent globalement leur position de moteurs de base pour les voitures particulières même après 2030.3.

La Norvège a actuellement une densité de connexion de près de 200 bornes de recharge pour 100 000 habitants.  Les Pays-Bas ont atteint 192 en 2017 contre 30 en Allemagne.

Nouveaux disques, solutions légères, numérisation

Les fonderies de moulage sous pression doivent supposer que certains composants indispensables, par exemple le bloc moteur, la boîte de vitesses, le système de refroidissement, l’alimentation en carburant et le système de traitement des gaz d’échappement des véhicules à moteur conventionnel ne seront plus demandés dans les quantités jusqu’ici habituelles. À son tour, pour les moteurs électriques, moins de pièces sont nécessaires: alors que le moteur et les engrenages d’une voiture à propulsion conventionnelle se composent d’environ 1 400 pièces, le nombre de pièces pour un moteur électrique avec transmission n’est pas supérieur à 200 environ.7. Pour les véhicules équipés d’un système d’entraînement par batterie, cependant, il y aura un grand besoin de pièces moulées sous pression. Cette technologie d’entraînement nécessite également une boîte de vitesses et donc des composants complexes moulés sous pression en aluminium. Pour la batterie, le moteur électrique, le système de transmission, l’électronique de puissance, les capteurs et autres composants, des boîtiers sont nécessaires qui peuvent être idéalement fabriqués par moulage sous pression. Il en va de même pour certains composants nécessaires à tous les types de véhicules automobiles, par exemple les composants structurels pour le châssis et la carrosserie et les pièces pour l’intérieur.

Compte tenu de l’évolution des commandes, il devrait également être intéressant pour les fonderies de fonderie sous pression que les véhicules hybrides nécessitent un plus grand nombre de composants car ces véhicules sont équipés de deux systèmes d’entraînement.

La demande de composants en aluminium augmente alors que les fabricants OEM en utilisent davantage dans leurs nouvelles conceptions de véhicules écologiques.

Les constructeurs de véhicules électriques et hybrides sont tenus d’alléger ces véhicules afin de compenser le poids de la batterie et d’élargir leur autonomie. À cet égard également, le moulage sous pression s’avère avantageux. Cela est dû au fait que plusieurs fonctions peuvent être intégrées dans une pièce moulée sous pression, ce qui permet d’omettre des pièces individuelles et donc également l’augmentation de poids causée par la batterie peut être affaiblie ou même compensée.

Les procédés de moulage sous pression offrent également des possibilités d’application prometteuses pour remplacer d’autres méthodes de traitement. Les chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour la recherche sur les technologies de fabrication et les matériaux appliqués IFAM, Brême / Allemagne, par exemple, ont développé une technologie de moulage sous pression pour la production de bobines d’aluminium avec un conducteur plat pour les moteurs électriques. Selon une étude IFAM, ces bobines augmentent l’efficacité continue des machines électriques, par rapport aux bobines à enroulements en cuivre, réduisent la température de fonctionnement et le poids, économisent les coûts des matières premières et permettent une meilleure utilisation de l’espace d’installation disponible8.

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Forces du moulage sous pression

L’industrie du moulage sous pression doit être bien préparée aux changements attendus. Les entreprises de cette industrie ont déjà acquis de l’expérience avec les processus de transformation que l’industrie automobile a expérimentés. Il s’agit notamment de la demande d’économies de poids grâce à une conception légère, qui a souvent été discutée depuis longtemps, et de la miniaturisation des composants associés à une conception légère. Le processus de moulage sous pression offre généralement la possibilité de fabriquer des composants automobiles de telle manière que les exigences d’une construction légère soient satisfaites de manière optimale. Le moulage sous pression permet une grande liberté de conception afin d’utiliser les matériaux de manière idéale et aide à intégrer plusieurs fonctions dans un seul composant. En raison de la possibilité de produire de très petites épaisseurs de paroi, des boîtiers de batterie à paroi mince et des supports de batterie peuvent être produits, qui peuvent être dotés de canaux de refroidissement complexes pour le contrôle de la température de la batterie.

Un autre domaine dans lequel les fonderies de moulage sous pression peuvent offrir des solutions innovantes concerne la numérisation. À l’avenir, les constructeurs automobiles ne construiront et ne livreront plus seulement des voitures, mais proposeront des solutions de mobilité et de transport complexes basées sur l’utilisation intelligente des véhicules. Cela crée également de nouveaux modèles commerciaux pour les fonderies de moulage sous pression. Les composants moulés sous pression peuvent être fabriqués, par exemple, avec des transpondeurs RFID intégrés qui peuvent stocker différentes informations. Cela donne aux constructeurs automobiles, par exemple, la possibilité de fournir aux conducteurs de véhicules des informations en matière de sécurité, d’entretien et de divertissement.

Références

[1] Lothar H. Kallien, Volkan Görgün, Christian Wilhelm: Einfluss der Elektromobilität auf die Gussproduktion in der deutschen Gießerei-Industrie. Teil 1. (Influence de l’électromobilité sur la production de pièces coulées dans l’industrie de la fonderie allemande. Partie 1; en allemand). Dans: Giesserei 4/2018, pp. 84-94.

[1a] Christian Wilhelm, Lothar H. Kallien: Influence de l’électromobilité sur l’industrie allemande de la coulée. Researchgate, janvier 2018

[2] Luiz Carlos Moraes, président de l’Association brésilienne de l’industrie automobile ANFAVEA: Caros amigos e amigas jornalistas, boa tarde! (Lettre ouverte aux journalistes, publiée sur le site Web de l’ANFAVEA, en portugais), São Paulo, avril 2019.

[3] Ronald Raedeker: Elektrofahrzeuge vor dem Durchbruch? (Véhicules électriques avant la percée?; En allemand). Schorndorf, 22 février 2019.

[4] Hermann Rottengruber, Eike Christian Todsen, Stephan Zeilinga: Konzepte für E-Antriebe und deren Relevanz für die Gießereitechnik (Whitepaper), (Concepts for electric drives and its relevant for technology for foundry, livre blanc; en allemand), 2019.

[5] Gerd Krause: Die Zukunft der Antriebe ist elektrisch – und mit Guss. Gießtechnik im Motorenbau 2018 – Teil1: Herausforderung E-Mobilität. (L’avenir des entraînements est électrique – et avec des pièces moulées. La technologie de moulage dans la construction de moteurs 2018 – Partie 1: Le défi de la mobilité électrique; en allemand) Dans: Giesserei 4/2017, pp. 108-115.

[6] Christian Wilhelm, Lothar H. Kallien: Einfluss der Elektromobilität auf die Gussproduktion in der deutschen Gießerei-Industrie. Teil 2. (Influence de l’électromobilité sur la production de pièces coulées dans l’industrie allemande de la fonderie. Partie 2; en allemand). Dans: Giesserei 7/2018, p. 60-66.

[7] Gerd Krause: E-Mobility: électrifié avec de l’acier et des pièces moulées. Düsseldorf, Allemagne, février 2018.

[8] GER – Alternative en moulage sous pression: bobines en fonte pour l’entraînement électrique. Foundry-Planet.Com, décembre 2019.

(ID: 46657680)

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