Actualités - Application du GMT dans l'automobile

Le thermoplastique renforcé de fibres de verre (GMT) est un matériau composite novateur, économe en énergie et léger, composé d'une résine thermoplastique comme matrice et d'une natte de fibres de verre comme armature. Il fait actuellement l'objet d'un développement extrêmement dynamique à l'échelle mondiale et est considéré comme l'un des matériaux phares du siècle.

GMT permet généralement de produire des tôles semi-finies. Celles-ci sont ensuite directement transformées en produits finis aux formes souhaitées. GMT se distingue par sa conception sophistiquée, son excellente résistance aux chocs et sa facilité d'assemblage et d'ajout. Apprécié pour sa robustesse et sa légèreté, il constitue un composant structurel idéal pour remplacer l'acier et réduire la masse des structures.

1. Avantages des matériaux GMT

1) Haute résistance : La résistance du GMT est comparable à celle des produits en PRV polyester stratifiés à la main, et sa densité est de 1,01 à 1,19 g/cm³. Inférieure à celle du PRV thermodurcissable (1,8 à 2,0 g/cm³), elle lui confère une résistance spécifique supérieure.

2) Léger et économe en énergie : Le poids d’une portière de voiture enMatériel GMTLe poids peut être réduit de 26 kg à 15 kg, et l'épaisseur de la partie arrière peut être diminuée afin d'augmenter l'espace intérieur du véhicule. La consommation d'énergie est seulement de 60 % à 80 % de celle des produits en acier et de 35 % à 50 % de celle des produits en aluminium.

3) Comparé au SMC thermodurcissable (composé de moulage en feuille), le matériau GMT présente les avantages d'un cycle de moulage court, de bonnes performances d'impact, de recyclabilité et d'un long cycle de stockage.

4) Résistance aux chocs : La capacité d’absorption des chocs du GMT est 2,5 à 3 fois supérieure à celle du SMC. Le SMC, l’acier et l’aluminium ont tous subi des déformations ou des fissures sous l’impact, tandis que le GMT est resté intact.

5) Haute rigidité : le GMT contient du tissu GF, qui peut conserver sa forme même en cas d'impact à 10 mph.

2. Application des matériaux GMT dans le secteur automobile

Les tôles GMT présentent une résistance élevée et permettent de fabriquer des composants légers. Elles offrent également une grande liberté de conception, une forte absorption d'énergie en cas d'impact et une bonne aptitude à la mise en œuvre. Largement utilisées dans l'industrie automobile depuis les années 1990, elles devraient connaître une croissance soutenue, le marché des matériaux GMT pour l'automobile étant de plus en plus exigeant en matière d'économie de carburant, de recyclabilité et de facilité de transformation.

À l'heure actuelle, les matériaux GMT sont largement utilisés dans l'industrie automobile, notamment pour les armatures de sièges, les pare-chocs, les tableaux de bord, les capots, les supports de batterie, les pédales, les faces avant, les planchers, les ailes, les portes arrière, les toits, les composants de bagages tels que les supports, les pare-soleil, les supports de roue de secours, etc.

1) Cadre du siège
La conception moulée par compression du dossier de la deuxième rangée de sièges de la Ford Mustang 2015 (photo ci-dessous) a été réalisée par Continental Structural Plastics, fournisseur et transformateur de premier rang, à l'aide des moules thermoplastiques en mat de fibre de verre unidirectionnelle à 45 % de Hanwha L&C (GMT) et des outils de moulage par compression Century Tool & Gage. Ce dossier répond aux exigences extrêmement strictes de la norme européenne ECE relative à la charge utile des bagages.

La conception de cette pièce a nécessité plus de 100 itérations d'analyse par éléments finis, ce qui a permis de supprimer cinq éléments de la structure métallique initiale. De plus, sa structure plus fine, et donc plus facile à installer, permet un gain de poids de 3,1 kilogrammes par véhicule.

2) Poutre anticollision arrière
La barre anticollision arrière du nouveau Hyundai Tucson (voir photo ci-dessous) de 2015 est fabriquée en matériau GMT. Plus léger et offrant un meilleur amortissement que l'acier, ce matériau permet de réduire le poids du véhicule et sa consommation de carburant, tout en garantissant une sécurité optimale.

3) Module frontal
Mercedes-Benz a choisi les composites thermoplastiques renforcés de tissu GMTexTM de Quadrant Plastic Composites comme éléments de module avant de son coupé de luxe Classe S (illustré ci-dessous).

4) Panneau de protection inférieur de la carrosserie
Quadrant PlasticComposites utilise le GMTex TM haute performance pour la protection du soubassement du capot de la Mercedes Off-Road Special Edition.

5) Cadre de hayon
Outre les avantages habituels d'intégration fonctionnelle et de réduction de poids, la formabilité des hayons GMT permet également de réaliser des formes impossibles à obtenir avec l'acier ou l'aluminium. Cette technologie est utilisée sur les Nissan Murano, Infiniti FX45 et autres modèles.

6) Cadre du tableau de bord
GMT conçoit et fabrique des cadres de tableau de bord d'un nouveau genre, destinés à plusieurs modèles du groupe Ford : Volvo S40 et V50, Mazda et Ford C-Max. Ces matériaux composites permettent une grande variété d'intégrations fonctionnelles, notamment grâce à l'incorporation des traverses du véhicule sous forme de fins tubes d'acier dans le moulage. Par rapport aux méthodes traditionnelles, le poids est considérablement réduit sans augmentation de coût.