Comment le soudage par friction malaxage répond aux enjeux de l’e-mobilité ?
Dans un monde en perpétuelle évolution et en raison des défis environnementaux, l’e-mobilité est aujourd’hui en pleine croissance, façonnant l’avenir de l’industrie automobile.
Face à des réglementations de plus en plus strictes et à une demande croissante de véhicules respectueux de l’environnement, le secteur de l’e-mobilité doit en permanence innover afin de répondre aux attentes des consommateurs et des enjeux actuels !
Gain de productivité, conception d’assemblages durables, adaptabilité aux exigences du marché… Au cœur de cette nouvelle révolution industrielle, le soudage par friction malaxage (FSW) devient une technologie essentielle.
Mais qu’est-ce que l’e-mobilité concrètement ? Quels sont les besoins de cette filière ? Et quels sont les avantages du FSW dans ce domaine ? Dans cet article, TRA-C industrie vous en dit plus sur les applications du FSW pour l’industrie automobile durable…
Qu’est-ce que le secteur de l’e-mobilité ?
L’e-mobilité, ou la mobilité électrique, fait référence à l’utilisation de moyens de locomotion dit « propres ». Il s’agit des véhicules électriques ou hybrides (voitures, bus, scooters, vélos) ainsi que des infrastructures nécessaires à leur bon fonctionnement.
L’objectif principal de cette filière est de réduire la dépendance aux carburants fossiles et de promouvoir des modes de transport plus durables et respectueux de l’environnement…
L’e-mobilité a ainsi complètement repensé le système de propulsion des véhicules modernes. La nécessité d’intégrer de nouveaux composants, tels que les batteries rechargeables et les moteurs électriques, a entraîné un changement drastique dans la conception des véhicules.
Pour faire face à ces évolutions, les fabricants automobiles ont dû adapter leurs techniques de production afin de proposer des véhicules à la fois esthétiques, propres et surtout, fiables !
Les besoins de l’industrie de l’e-mobilité
Au vu des enjeux environnements actuels, les besoins de l’e-mobilité sont aujourd’hui nombreux. Citons parmi eux :
- L’intégration de nouveaux composants : on parle ici des batteries haute tension, des moteurs électriques ou encore des connecteurs de recharge. Ces éléments nécessitent une intégration spécifique, ce qui impose des exigences particulières en matière de conception ;
- Une conception révisée : afin d’optimiser les performances des véhicules électriques et hybrides, les constructeurs automobiles doivent repenser la disposition des composants, l’aérodynamisme et la gestion thermique ;
- L’utilisation de nouveaux matériaux : les batteries en particulier, sont composées d’aluminium, de cuivre et de graphite. Ces matériaux présentent des caractéristiques uniques et nécessitent donc des techniques de fabrication et d’assemblage adaptées ;
- La réduction des matières utilisées : pour améliorer la sobriété énergétique des véhicules, il faut limiter le poids des composants tout en maintenant les normes de sécurité et de performance ;
- Des normes environnementales strictes : Les réglementations environnementales sont de plus en plus exigeantes en matière d’émissions et d’efficacité énergétique. Pour y répondre, l’industrie doit constamment innover ;
- Un besoin en personnel qualifié: chercheurs, ingénieurs, électrotechniciens, roboticiens… La conception, fabrication et assemblage de composants plus écologiques nécessitent enfin de faire appel à une main d’œuvre hautement qualifiée.
Intérêts du soudage par friction malaxage dans le secteur de l’e-mobilité
Afin de s’adapter aux besoins croissants du secteur de l’e-mobilité, la fabrication des véhicules électriques et hybrides requiert des technologies de pointe. La méthode du soudage par friction malaxage semble être une solution adaptée.
Le FSW est aujourd’hui principalement utilisé dans des secteurs « sensibles » tels que le ferroviaire, l’aéronautique, la défense ou encore le domaine spatial. Ce procédé permet en effet de produire, à l’état solide, des soudures d’une grande qualité nécessaires à ces filières.
Dans son procédé de soudage, le FSW maintient une pression constante sur les pièces avec un outil rotatif. La partie à souder est alors chauffée, ce qui la rend malléable. Ses propriétés sont également conservées puisqu’il n’y a pas d’ajout de matière !
Les véhicules propulsés par des sources d’énergie alternatives nécessitent des matériaux spécifiques qui sont utilisés dans la construction des batteries et d’autres composants clés de l’e-mobilité (aluminium, cuivre).
Le FSW se distingue des autres techniques de soudage car il permet justement d’assembler ces matériaux et alliages légers. Ce procédé offre ainsi comme avantages :
- Une déformation quasi-nulle
- Une absence de porosité
- Des propriétés mécaniques améliorées
Autre intérêt majeur de cette technique de soudure : l’allègement des pièces. Le FSW ne nécessite en effet pas de métal d’apport, ce qui offre des gains de masse allant jusqu’à 30%. C’est en particulier pertinent pour assembler des éléments en aluminium puisqu’on recherche justement de la légèreté avec cet alliage…
Le soudage par friction malaxage permet également de souder des pièces en alliage léger tel que l’aluminium, ce qui n’est pas possible avec les méthodes plus traditionnelles.
Au-delà de l’aspect technique, le FSW est une technologie de soudage propre et écologique et donc, adaptée au secteur de l’e-mobilité. Son procédé, contrairement aux autres techniques de soudage, permet :
- Une économie d’énergie à hauteur de 20 %, car il ne nécessite pas d’apport externe de chaleur
- Aucun rayonnement UV, dégagement toxique ni de fumée
- Aucune projection de matière, ce qui offre une plus grande sécurité aux employés
- Une quantité de déchets limitée en l’absence de métal d’apport
Exemples d’utilisation du FSW dans le secteur de l’e-mobilité
Les panneaux raidis
Les panneaux raidis sont des composants utilisés pour les planchers des véhicules et la structure des bacs à batteries. Parce qu’il s’agit de pièces très sollicitées mécaniquement, leur soudage doit être solide et durable.
Le procédé de FSW permet notamment d’assembler des panneaux de grandes tailles. Les profilés en aluminium, obligatoirement inférieurs à 400 mm de long, peuvent désormais être soudés bout à bout pour surmonter cette limitation.
Le soudage par friction malaxage rend également les panneaux plus légers, puisqu’il n’y a pas d’ajout de matière pour la soudure. Les véhicules électriques et hybrides sont alors eux-mêmes plus légers, ce qui réduit leur consommation énergétique.
Le secteur de la défense par exemple, choisit ce procédé pour l’assemblage des véhicules. Des constructeurs de renom tels que Nexter utilisent en effet cette technique de soudage pour augmenter la fiabilité de leurs assemblages et accroître la durabilité de leurs produits.
Les échangeurs thermiques
Fabriqué à partir de pièces en aluminium profilé, l’échangeur thermique joue un rôle majeur dans le refroidissement des composants électroniques des véhicules hybrides et électriques.
Il doit être assemblé de manière à garantir sa parfaite étanchéité ainsi qu’une grande résistance mécanique. Le soudage par friction malaxage justement, répond remarquablement bien aux tests d’étanchéité…
En raison de la haute qualité des soudures, le FSW permet de limiter le vissage des composants. Ce procédé apporte donc une économie de temps au fabricant lors de la production.
Les bacs à batteries
Les bacs à batteries, indispensables pour loger et protéger les batteries des véhicules électriques, doivent avoir une bonne conductivité électrique.
Le procédé de FSW permet justement de maintenir cette propriété lors de l’assemblage des bacs. Cela est possible en raison des soudures d’excellente qualité et de la fusion des pièces qui est minimale.
La soudure par friction malaxage enfin, est une soudure à froid. Elle n’abîme donc pas les composants électriques lors du procédé…
Les blocs moteurs
Le soudage par friction malaxage est également utilisé dans la fabrication des blocs moteurs des véhicules électriques. Ils sont, comme les bacs de batterie, constitués d’aluminium et d’acier. Seul le procédé de FSW permet aujourd’hui d’assembler efficacement ces alliages.
Autre particularité : le FSW favorise la soudure dans toutes les configurations. Il se prête donc bien à la fabrication de composants complexes tels que les blocs moteurs. Ces derniers ont en effet souvent des formes spécifiques pour accueillir les divers composants.
Les chargeurs
La fabrication de chargeurs est stratégique pour les constructeurs automobiles. Grâce au procédé de soudure par friction malaxage, il est possible de contrôler précisément chaque paramètre lors du processus de soudage.
Les opérateurs peuvent alors optimiser et vérifier de façon minutieuse la qualité des assemblages, ce qui est essentiel dans la fabrication de chargeurs fiables et efficaces.
Comment le FSW assure la pérennité des chaînes de production ?
Le soudage par friction malaxage permet aujourd’hui d’assurer la pérennité des chaînes de production dans le secteur de l’e-mobilité notamment, grâce à :
- Une production rapide et économique, via l’optimisation des opérations d’assemblage
- La création de soudures qualitatives et durables, ce qui augmente la fiabilité des assemblages
- L’intégration d’interfaces homme-machine (HMI), permettant une surveillance en temps réel de la production
En investissant dans le FSW, les entreprises disposent d’une technologie sûre, efficace et adaptable aux nouvelles exigences du secteur automobile. Elles peuvent également anticiper les périodes de crise économique et ajuster leurs chaînes de production en conséquence.
TRA-C industrie, expert en soudure par friction malaxage dans l’e-mobilité
Grâce à ses soudures de haute qualité, sa flexibilité vis-à-vis des nouveaux matériaux et l’optimisation de la rentabilité, le FSW offre une réponse aux enjeux de compétitivité, de durabilité et de conformité réglementaire dans l’industrie automobile.
Parce qu’il limite aussi les déchets, contribue à la légèreté des composants et n’émet aucune vapeur toxique, rayonnement ou particule, le soudage par friction malaxage est une technique de soudage écologique, indispensable aux constructeurs automobile.
Disposant de 9 sites de production en France et d’un atelier au Canada, TRA-C industrie est leader européen en soudure par friction malaxage dans le domaine de l’automobile. Nous sommes également experts en conception et fabrication de cellules d’assemblages entièrement robotisées.
L’entreprise s’appuie aujourd’hui sur un solide savoir-faire pour accompagner les acteurs de l’e-mobilité dans l’intégration du FSW dans leurs processus de fabrication de véhicules électriques et hybrides.
TRA-C industrie est en mesure de réaliser vos sous-ensembles en petites, moyennes et grandes séries. Nos experts sont à vos côtés à chaque étape de votre projet, de la conception à l’assemblage, en passant par la fabrication de vos blocs moteurs, échangeurs, chargeurs, etc.
Vous êtes un professionnel de l’e-mobilité ? Vous souhaitez en savoir plus sur le principe du FSW et ses intérêts pour votre entreprise ? TRA-C industrie est à votre écoute :
