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Un système Epoxy utilisé par Lamborghini pour la fabrication par RTM d’un châssis en carbone innovant

News International-French

13 Jul 2011

Le successeur tant attendu de la Murciélago, l’Aventador LP700-4, a récemment été dévoilé lors du salon automobile de Genève de 2011.  Il est aujourd’hui largement reconnu comme étant un modèle extrêmement important, en tant que premier produit phare d’Automobili Lamborghini SpA a être doté d’un châssis en fibres de carbone fabriqué à l'aide d'un système de résine Araldite® conçu pour le procédé RTM (Resin Transfer Moulding).

Automobili Lamborghini SpA travaille avec des matériaux composites à base de fibres de carbone depuis 30 ans ; en effet, le constructeur automobile italien a été à l’origine de l’introduction de composants en fibres de carbone sur une voiture de production et du premier tube de châssis en fibres de carbone sur une voiture de route.  Ces matériaux composites ont également été utilisés pour produire l’ensemble des carrosseries et plusieurs parties du cadre de châssis de la Murciélago, lors de la production du modèle entre 2002 et 2010.

Afin de répondre aux réglementations de plus en plus exigeantes en matière environnementale, la stratégie de Lamborghini vise aujourd’hui à augmenter les rapports puissance-poids de ses voitures, en réduisant le poids global et, par conséquent, les émissions des véhicules.

Pour atteindre cet objectif, la société a identifié les matériaux composites en fibres de carbone comme étant l’une des technologies clée.  Elle s’engage à devenir un « Centre d’excellence », en promouvant la collaboration et en développant les meilleurs procédés afin d’optimiser l’utilisation de matériaux composites dans les véhicules produits, mais aussi de favoriser les avancées technologiques dans ce domaine.

Les activités actuelles de R&D de la société ont pour but de développer des structures primaires riches en matériaux composites répondant aux exigences en termes de poids, de coût et de cadences de production, de manière à atteindre les objectifs fixés par la stratégie de l’entreprise. Cela implique l’évaluation de technologies non-conventionnelles ainsi que le développement de nouvelles technologies.

Même si les matériaux composites traditionnels utilisés dans l’industrie des voitures de sport de luxe ont généralement utilisé des matériaux préimprégnés autoclavés issus de l’industrie aérospatiale, on pense aujourd’hui que les processus sans autoclave offrent une efficacité inégalée en termes de coût et de cadences de production, tout en préservant le niveau de performance et de qualité. Parmi ces processus, Lamborghini se concentre sur les procédés directs (VaRTM et RTM), les préimprégnés polymérisés en etuve, les technologies de préformage (tressage, multiaxiaux et thermoformage), et le moulage par compression.

Le premier projet issu de la nouvelle stratégie d’entreprise de la société est le châssis en composite carbone de l’Aventador LP700-4. Conçu, développé et fabriqué au siège social de Lamborghini à Sant’Agata Bolognese, où toutes les voitures au fameux logo représentant un taureau sont fabriquées ; ce châssis en carbone est également censé être intégré dans les autres Lamborghinis à l'avenir.

Lamborghini a produit le châssis avec l’aide de Huntsman Advanced Materials qui a fourni un système de résine Araldite® spécialement adapté à la méthode « RTM Lambo » de Lamborghini , une technique de traitement par injection sous vide (RTM).

Pendant le processus breveté « RTM Lambo » destiné à produire le châssis, les renforts préformés en fibres de carbone  sont imprégnés avec une quantité précise de résine Araldite®. Cette technique avancée utilise des moules plus légers fabriqués en fibre de carbone, plutôt que de l’acier ou de l’aluminium, et est très automatisée.

Le châssis de l’Aventador inclut également des sections en mousse époxy, ce qui offre l’espace nécessaire pour créer des formes sans introduire de couches de fibres de carbone inutiles. La mousse amortit également le bruit et les vibrations harmoniques, tout comme l’isolation lourde sur une voiture à châssis métallique.

Pour répondre aux exigences de l’injection sous vide, la résine doit avoir une très faible viscosité, une durée de vie en pot suffisante et de bonnes capacités d’imprégnation des fibres. De plus, elle doit être capable de fournir les propriétés mécaniques requises afin de garantir la force et la résistance à la torsion du châssis. Étant donné qu’elle est adaptée pour être compatible avec la fibre de carbone et offrir une performance de qualité, la résine Araldite® remplit toutes ces exigences.

La totalité de l’habitacle de l’Aventador, y compris le toit, ne pèse que 147,5 kg. Cette légèreté n’implique aucun compromis en termes de rigidité – en effet, il faut un couple de 35 000 Nm (25 800 lb ft) pour le tordre d’un degré.


En comparaison, la Murciélago, avec son châssis métallique, avait une rigidité en torsion d’environ 20 000 Nm par degré. En utilisant efficacement des matériaux composites en fibre de carbone, l’Aventador est plus robuste et offre un couple de rigidité en torsion bien plus important que le modèle précédent.

« Le système de résine Araldite® développé par Huntsman a été extrêmement bien adapté pour la technique « RTM-Lambo ».  Il offre d’excellentes propriétés mécaniques et de durcissement ainsi qu’un profil de viscosité adapté, ce qui nous permet de répondre à des exigences strictes en termes de performance et de coût », a expliqué Luciano De Oto, Responsable de l’Advanced Composite Research Center (ACRC) de Lamborghini.

« Afin de répondre aux cadences de production de plus en plus élevés, au fur et à mesure que nous appliquerons notre stratégie visant à déployer plus de fibres de carbone dans le cadre de nos prochaines productions de voitures haute performance, ce processus d’injection sous vide est la solution. »

En combinaison avec la résine Araldite®, la technique « RTM-Lambo » permet de créer un châssis léger, solide avec un rapport puissance-poids élevé  et en ligne avec les objectifs définis par Lamborghini. Elle offre également une solution rentable pour la production répétée de pièces structurelles avec des performances mécaniques et thermiques comparables aux préimprégnés autoclavés.

Avec le châssis de l’Aventador, Lamborghini et Huntsman ont créé un ensemble innovant. Le premier châssis en fibre de carbone produit par Lamborghini est également reconnu comme étant très en avance sur les autres châssis en carbone disponibles à l’heure actuelle.

 

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