Composants en plastique dans les voitures : les 7 types les plus courants

Les constructeurs automobiles cherchent constamment à atteindre un haut niveau de consommation de carburant et une faible consommation. La masse d'une voiture est directement liée à sa consommation de carburant. Les composants en plastique contribuent grandement à cette réduction de masse. Le plastique offre également d'autres avantages, comme la flexibilité de conception, le coût réduit des pièces, l'isolation et l'esthétique. Découvrons-le plus en détail !

Que sont les composants en plastique dans les voitures ?

Le plastique est omniprésent dans les voitures. Grâce à ses nombreux avantages, de nombreuses pièces fonctionnelles et esthétiques en sont issues. BMW propose-t-elle des pièces en plastique ? Oui ! On retrouve des composants en plastique partout dans une BMW. L'intérieur, élégant, confortable et esthétique, est entièrement en plastique. Les systèmes de câblage, les boîtiers électriques et même de nombreuses pièces du moteur sous le capot sont en plastique. Même le logo BMW, apposé à l'avant, est en plastique.

De quoi sont faites les voitures ?

Les voitures sont en fait un assemblage de plusieurs éléments différentes pièces automobiles qui fonctionnent en synchronisme. Chaque pièce automobile est composée d'un matériau spécifique, adapté à son utilisation fonctionnelle. Le tableau ci-dessous présente quelques pièces automobiles et leurs matériaux :

Définition et portée

Les pièces automobiles en thermoplastiques ou thermodurcissables sont appelées composants plastiques pour automobiles. Ces composants utilisent des méthodes de fabrication spécifiques comme le moulage par injection, le formage par soufflage, l'extrusion ou le tissage. On en trouve couramment comme exemples : tableaux de bord, sièges, garnitures, caches, boîtiers, feux, etc.

Où trouve-t-on du plastique sur un véhicule ?

Le tableau ci-dessous met en évidence certaines zones où l’on trouve couramment des plastiques :

Combien de pièces en plastique y a-t-il dans une voiture ?

Environ 100 à 150 kg de différents plastiques pour pièces automobiles sont utilisés dans une voiture normale.

Les plastiques sont utilisés à l'extérieur, à l'intérieur, sous le capot, dans les systèmes électriques et sous la carrosserie.

Pourquoi les plastiques sont-ils utilisés dans la fabrication automobile ?

Fabrication de pièces automobiles Le plastique est incomplet sans lui. Ses propriétés sont incomparables pour de nombreuses pièces automobiles. Dans les voitures, le plastique allège, améliore la sécurité et embellit le design. Et ce n'est pas tout. Son utilisation présente de nombreux autres avantages. Les pièces automobiles en plastique gagnent en popularité auprès des constructeurs automobiles pour les véhicules électriques et les véhicules neufs. Découvrons ensemble « pourquoi le plastique est-il utilisé dans les voitures ? »

Consommation de carburant

Les composants en plastique des voitures permettent de réaliser d'importantes économies de carburant. Les plastiques sont environ 50 % plus légers que les métaux. Ce gain de poids nécessite une résistance à l'air plus faible. Le moteur doit donc travailler moins pour parcourir une distance donnée.

Intégration de conception flexible

Le moulage par injection permet de réaliser des formes complexes en plastique. Les courbes et textures complexes produisent des designs esthétiques. Les pièces automobiles en plastique sont également faciles à assembler. Les composants modulaires s'intègrent facilement.

Rendre les véhicules plus sûrs

De nombreux composants de sécurité, comme les airbags, les pare-chocs et les ceintures de sécurité, sont fabriqués en plastique. Ils absorbent les chocs tout en étant très résistants. Dans les composants électriques, les plastiques assurent une isolation qui prévient les courts-circuits.

Pièces en plastique OEM pour véhicules électriques et véhicules neufs

Les véhicules électriques de proximité (VE) et les véhicules électriques (VE) représentent l'avenir de l'industrie automobile. Grâce à la désaffection pour les combustibles fossiles et à la mise en place d'une taxe carbone dans de nombreux pays, les VE gagnent du terrain. Actuellement, le principal défi pour les fabricants de VE est d'optimiser leur consommation d'énergie. En compensant le poids des batteries lourdes par des pièces en plastique légères, il est possible d'améliorer la consommation d'énergie. Les composants en plastique des VE contribuent à améliorer leur conception. Des courbures complexes peuvent être intégrées aux pièces en plastique pour améliorer l'aérodynamisme.

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Liste des composants en plastique d'une voiture par système

Les automobiles utilisent largement des composants en plastique. Le plastique est de loin le matériau le plus polyvalent. Il est utilisé dans les composants structurels, optiques, d'éclairage, électriques et même de sécurité des voitures. Dans cette section, les pièces en plastique sont classées par emplacement et par fonctionnalité.

Pièces extérieures en plastique

1. Pare-choc
2. Grilles
3. Doublures d'aile
4. Lentilles de lampe
5. Pièces usinées CNC telles que des lunettes, des garnitures et des badges de logo

Pièces de garniture intérieure

L'esthétique des garnitures intérieures est due à la bienveillance des pièces en plastique. En voici une liste :

1. Tableaux de bord
2. Consoles
3. Panneaux de porte
4. Piliers
5. Pièces usinées CNC telles que des garnitures de levier de vitesses, des enjoliveurs CVC et des boîtiers d'infodivertissement.

Gestion du capot et thermique

1. Prise d'air
2. Couvercles de moteur
3. Réservoirs d'extrémité de radiateur
4. PA6/PA66-GF pour l'admission d'air.
5. Collecteurs

Électricité et éclairage

1. Connecteurs
2. Boîtiers
3. Lentilles de phares
4. PBT/PET pour connecteurs ;

Dessous de caisse et aéro

1. Diffuseurs
2. Cache-culbuteurs
3. Boucliers
4. Revêtements de passage de roue

7 plastiques automobiles courants et leurs propriétés

Les plastiques se présentent sous différentes compositions. Chaque type de polymère possède des propriétés qui le rendent adapté à une application spécifique. Comme le suggère notre titre « Composants plastiques dans les voitures : les 7 types les plus courants », nous allons aborder les sept types de matériaux plastiques les plus courants utilisés dans les voitures.

1. Pièces en polypropylène (PP) dans les voitures

Le polypropylène est le matériau le plus utilisé dans l'automobile. Les pièces automobiles en polypropylène sont légères, résistantes aux produits chimiques, amortissent les chocs et sont faciles à fabriquer. On les retrouve notamment dans les garnitures de passage de roue, les pare-chocs, les tableaux de bord, les panneaux de porte et les boîtiers de batterie.

2. Pièces ABS et PC-ABS dans les voitures

L'ABS et le polycarbonate, un mélange d'ABS, offrent un très bel aspect de surface. L'ABS et le PC-ABD peuvent être facilement plaqués pour obtenir la finition souhaitée. Ces composants plastiques sont donc utilisés dans la conception des garnitures automobiles, comme les garnitures intérieures, les consoles centrales, les calandres et les coques de rétroviseurs.

3. Pièces en PVC dans les voitures

Quel est le matériau PVC dans les voitures ?

Le chlorure de polyvinyle est un matériau durable, flexible et ignifuge. Dans l'automobile, les composants plastiques à base de PVC sont utilisés pour l'isolation des câbles, les joints, les revêtements de soubassement et même les garnitures de sièges.

4. Pièces en PEHD et PEBD dans les voitures

Le PEHD et le PEBD sont tous deux des polyéthylènes. Le PEHD est un polyéthylène haute densité, rigide et résistant. Le PEBD est un polyéthylène basse densité, souple et flexible. Le PEHD est principalement utilisé dans les réservoirs de carburant et les réservoirs de fluides, tandis que le PEBD est utilisé dans les tapis de sol, les films isolants et les feuilles de protection.

5. Pièces en polyamide (Nylon PA6/PA66) dans les voitures

Les polyamides sont des plastiques techniques hautes performances, très répandus. Ils résistent aux températures élevées et aux chocs. Le nylon PA6 est légèrement moins cher, tandis que le PA66 est un peu plus cher. Ces polyamides sont principalement utilisés dans les collecteurs d'admission d'air, les capots de moteur, les engrenages, les roulements et les pièces du système d'alimentation en carburant.

6. Pièces en polycarbonate (PC) et PMMA (acrylique) dans les voitures

Le PC et le PMMA sont des plastiques clairs et transparents. Ils sont principalement utilisés dans les phares, les toits ouvrants, les vitres et les caches d'éclairage intérieur des voitures.

7. Pièces PBT et PET dans les voitures

Le PBT et le PET sont des plastiques techniques spécialisés utilisés principalement dans les applications électriques. Dans l'automobile, les boîtiers électriques et de connecteurs, les corps de capteurs et les boîtes à fusibles sont fabriqués en PBT ou en PET.

Nouveaux types de plastiques dans les voitures

Avec l'évolution de l'industrie automobile et l'arrivée des véhicules électriques et neufs, des plastiques de pointe sont de plus en plus utilisés. Par exemple, le PRFC offre une résistance mécanique et une résistance aux chocs supérieures. Le PRFC contribue ainsi à la réduction du poids. Autre exemple : les plastiques intelligents conducteurs d'électricité. Des recherches sont en cours pour leur application à l'industrie des véhicules électriques.

Plastiques vs métaux et composites

La sélection des matériaux est souvent un processus très critique fabrication de composants automobilesLes performances globales et la durée de vie d'une voiture dépendent des matériaux utilisés. Autrefois, la plupart des pièces automobiles étaient fabriquées en métal. Aujourd'hui, grâce aux innovations dans l'industrie du plastique, la tendance s'oriente vers ce matériau. Même l'aluminium, pourtant très faible en densité, est remplacé par du plastique. Les concepteurs évaluent les coûts et les avantages des pièces automobiles en plastique et en aluminium.

Plastique technique et aluminium dans les pièces automobiles

L'aluminium est progressivement remplacé par des plastiques hautes performances en raison de son poids, de son coût, de sa précision et de sa durabilité. Néanmoins, l'aluminium reste supérieur aux plastiques dans des domaines clés comme la résistance, la recyclabilité, la résistance à la fatigue et la soudabilité. Par exemple, le PA66, bien que très utilisable dans les collecteurs, ne supporte pas des températures aussi élevées que l'aluminium 6061-t6. En comparaison, sa résistance est inférieure à celle de l'aluminium 6061-t6.

Plastique technique ou titane dans les pièces automobiles

Le titane est l'un des meilleurs matériaux en termes de rapport résistance/poids. Cependant, il est très coûteux. En revanche, des composants automobiles en plastique haute performance peuvent être fabriqués à un coût bien inférieur. Cependant, aucun matériau plastique n'offre actuellement la même résistance à la température et la même limite d'élasticité que l'alliage Ti-6Al-4V (grade 5).

Plastique technique ou acier dans les pièces automobiles

L'acier est à la fois économique et durable, mais il alourdit les collecteurs de pièces automobiles. Par exemple, l'acier DC04 (CR4 embouti) ou l'acier AISI 1010/1018 sont emboutissables. Ces nuances permettent de produire facilement des pièces automobiles en série. En revanche, si le même composant est en plastique, son poids peut être considérablement réduit, ce qui permet d'améliorer considérablement le rendement énergétique. Les concepteurs tiennent compte de ces facteurs lors du choix des matériaux.

Comment choisir le plastique adapté à la pièce

Les matières plastiques sont constituées de différents polymères aux propriétés uniques. Chaque matériau est adapté à une application spécifique. Par exemple, le polycarbonate, transparent, peut être utilisé dans les caches lumineux, tandis que le PA66, résistant à la chaleur, peut être utilisé dans les pièces de moteur automobile. Ces deux matériaux ne sont pas interchangeables.

Facteurs à prendre en compte lors du choix du plastique

Les concepteurs prennent en compte la résistance, la ténacité, la finition de surface, la texture, la facilité de fabrication et le coût lors de la sélection d'un matériau plastique.

Conseils pour de meilleures sélections

Voici quelques conseils pour une meilleure sélection :

1. Adapter les performances à la fonction
2. Équilibrer le coût et la durabilité
3. Tenir compte de la méthode de fabrication
4. Utilisez la simulation pour valider les performances réelles avant la mise à l’échelle.

Un fournisseur fiable peut vous aider à choisir les matériaux les plus adaptés. TUOFA est une solution complète d'usinage plastique sur mesure, proposant des solutions complètes, du choix du plastique à l'usinage final.

Procédés de fabrication de pièces automobiles en plastique

Les fabricants de pièces automobiles en plastique choisissent un procédé de fabrication rentable et évolutif. Ce procédé doit être adapté aux caractéristiques géométriques. La précision des pièces automobiles en plastique est un autre facteur important. Examinons ces procédés un par un.

Moulage par Injection

Le moulage par injection est le procédé de fabrication le plus couramment utilisé pour les pièces automobiles en plastique. Il permet de traiter facilement des géométries et des courbures complexes tout en garantissant un bon rendement.

Soufflage

Le moulage par soufflage est couramment utilisé pour les composants creux tels que les réservoirs de carburant, les conduits et les bouteilles. Ce procédé permet une bonne cadence de production en série.

Thermoformage

Le thermoformage est une méthode de fabrication rapide de composants plastiques automobiles à parois larges et fines. On peut citer par exemple les panneaux intérieurs, les revêtements et les pièces de coffre.

Extrusion

Le procédé d'extrusion est utilisé pour les pièces automobiles en plastique de section constante sur toute la longueur. Les profilés, tubes, joints et joints d'étanchéité sont quelques-unes des pièces automobiles en plastique fabriquées par extrusion.

Usinage CNC des plastiques

L'usinage CNC est généralement utilisé pour les pièces automobiles en plastique haute performance. Par exemple, le collecteur d'un moteur doit s'adapter parfaitement aux autres composants. L'usinage CNC offre une grande précision.

L'usinage CNC est également adapté au prototypage. Initialement, il n'était pas nécessaire d'investir dans des matrices. L'usinage CNC permet de sculpter la forme à partir d'une pièce brute.

Traitement de surface pour les plastiques automobiles

Le traitement de surface des composants en plastique des automobiles est parfois souhaitable pour des raisons esthétiques ou fonctionnelles. Certains revêtements servent à protéger les pièces en plastique situées sous les composants des intempéries, tandis que d'autres visent à améliorer l'esthétique.

Méthodes de prétraitement de surface

Un prétraitement est souvent nécessaire pour modifier l’énergie de surface afin que le revêtement final puisse adhérer de manière adhésive.

Revêtements pour plastiques automobiles

Des revêtements protecteurs sont appliqués pour protéger les pièces automobiles en plastique contre la dégradation UV et les attaques chimiques.

Finitions décoratives

Les revêtements décoratifs peuvent ajouter de la texture ou un aspect métallique aux pièces automobiles en plastique, leur conférant ainsi un aspect haut de gamme.

Du prototype à la production : mise à l'échelle des pièces automobiles en plastique

L'usinage CNC est une option idéale pour la fabrication de composants plastiques critiques pour l'automobile. Il offre des délais d'exécution rapides, des tolérances strictes et une solution complète aux fabricants de pièces automobiles en plastique. Du prototypage à la production en série, l'usinage CNC est adapté à toutes les échelles.

Délai d'exécution rapide des commandes numériques

L'usinage CNC transforme le concept initial en produit réel en quelques heures seulement. Cela laisse amplement le temps de valider la conception et d'y apporter des modifications.

Tolérances CNC serrées

Les pièces automobiles en plastique fabriquées par usinage CNC peuvent atteindre une précision au micron près. Cela permet de fabriquer sans souci des composants critiques sous le capot.

Solutions personnalisées à guichet unique

Les équipementiers de pièces automobiles en plastique proposent généralement une solution complète et intégrée. Ils interviennent dans la validation de la conception, le choix des matériaux, l'usinage CNC et les opérations de finition. TOUFA, par exemple, met toutes ces fonctionnalités à la disposition de ses clients. N'hésitez pas à nous faire part de vos idées, nous les concrétiserons. Il vous suffit de nous communiquer votre fichier CAO et nous vous livrerons les composants prêts à l'emploi, directement chez vous.

Conclusion

L'utilisation du plastique dans les voitures est une option prometteuse pour améliorer la consommation de carburant et la consommation de carburant. Les composants en plastique sont généralement très rentables. Il est facile de leur conférer des géométries et des courbures complexes. Les pièces automobiles en plastique nécessitent généralement moins d'étapes d'assemblage que les autres types de pièces. Les critères de performance tels que la résistance à la chaleur et la robustesse peuvent parfois poser problème. De nombreux travaux de recherche et développement sont menés sur ce sujet pour relever ces défis.

FAQ

Le polycarbonate est-il utilisé dans les pièces automobiles ?

Oui, les polycarbonates sont très largement utilisés dans les composants transparents comme les capots lumineux et les toits ouvrants.

Quels thermoplastiques sont utilisés dans les voitures ?

Le polypropylène, le PMMA, le PC, le PET, le PEHD et le PEBD sont quelques exemples de thermoplastiques utilisés dans les automobiles.