Réalisation client

Avec l’acier Docol®, Shape Corp. a pu perfectionner les pièces structurelles de ses carrosseries de voitures

05 juillet 2021 Temps de lecture:6 min

Pare-chocs en acier Docol

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Pays États-Unis
Société Shape Corp.
Domaine d’activités Automobile

Si la forme de base de la voiture n’a pas beaucoup changé depuis un siècle, la structure de la carrosserie a beaucoup évolué. Grâce aux nuances d’acier avancé à haute limite d’élasticité SSAB, Shape Corp. a pu perfectionner les pièces structurelles de ses carrosseries de voitures et les rendre plus sûres et plus légères.

L’industrie automobile est en perpétuelle évolution, ce qui signifie que le développement des produits est un facteur clé non seulement pour réussir, mais aussi pour rester performant. Aujourd’hui, l’une des grandes tendances, c'est l'électrique. Il ne s’agit pas simplement d’un changement de transmission et de stockage d’énergie ; un moteur électrique entraîne d’importants changements dans la carrosserie d’une voiture.

« Un véhicule électrique a un centre de gravité différent puisque les modules de batterie sont généralement placés sous l’occupant », explique Brian Oxley. « Avec différentes structures de transmission, la voiture absorbe les impacts différemment. De plus, la batterie elle-même a besoin d’une protection. »

Brian Oxley est spécialiste du développement de produits avancés chez Shape Corp., entreprise d’ingénierie et de fabrication spécialisée dans les systèmes de gestion des impacts et les composants de structure de carrosserie pour automobiles. Shape Corp. est une entreprise internationale dont le siège social se trouve au Michigan, aux États-Unis. Elle développe des éléments de type structures des montants autour de l’habitacle et pare-chocs avant et arrière.

Structure en acier pour les applications automobiles de Shape Corp.

Un acier plus fin, plus résistant et plus facile à exploiter

L’acier est l’une des matières les plus utilisée par Shape Corp., plus spécifiquement l’acier Docol®. La collaboration avec le fournisseur d’acier SSAB se poursuit depuis de nombreuses années et SSAB a développé des nuances d’acier plus robustes et plus fines au fur et à mesure que les besoins des clients ont évolué. Cette quête de résistance sur le long terme reflète des exigences plus élevées en matière de sécurité et d’efficacité. En même temps, l’acier en épaisseur plus fine présente les mêmes caractéristiques de sécurité, avec l’avantage de peser moins lourd et donc permet de réduire le poids des pièces.

« Je pense que l’un des premiers aciers SSAB que nous avons utilisé était Docol 1300M. C’était principalement pour les pare-chocs », poursuit M. Oxley. « Nous utilisions auparavant un acier 980. Le passage à 1300 était donc un changement considérable. Il était environ 50 % plus robuste. Nous avons donc dû trouver des moyens innovants pour être performants et tirer tout le parti de la matière. »

Avoir un matériau plus résistant est une excellente chose, mais encore faut-il réussir à profiter de ses avantages. L’un des principaux atouts de Shape Corp. est de réussir à innover pour former l’acier pour lui donner les géométries attendues.

« La nuance d’acier Docol 1500M de SSAB était intégrée à mes premiers projets », explique M. Oxley. « Nous avons fait des innovations sur les géométries et nous avons créé de nouveaux profils de pare-chocs. Nous avons élaboré des plans pour obtenir le meilleur de la résistance de cette matière. Nos clients ont adopté cette solution, qui est aujourd’hui utilisée dans des sites de fabrication aux États-Unis, dans l’UE, au Mexique et en Chine. »

Concepts d'ingénierie automobile de Shape Corp.

Améliorer la sécurité tout en réduisant les coûts

L’une des innovations les plus impressionnantes de Shape Corp. est le tube de longeron de toit, la section supérieure du cadre de l’habitacle.

« Il y avait des applications similaires sur le marché, mais elles étaient produites dans un acier à plus faible résistance », explique M. Oxley. « Nous avions dans l’idée d’utiliser une méthode de pliage avec un acier à plus haute limite d’élasticité, ce qui était également moins cher. »

Le processus s'appuie sur les techniques de Shape Corp. pour le profilage et le pliage dans une application unique. L’acier plus résistant devait renforcer la sécurité des passagers tandis que son coût inférieur allait offrir de meilleurs résultats aux équipementiers. Le profil plus petit devait permettre une meilleure visibilité pour le conducteur, davantage d’espace à l’intérieur et un meilleur emballage des airbags. Mais, il fallait trouver l’acier idéal.

« SSAB a travaillé avec nous pour développer la nuance, puis nous a assisté pour fournir le marché mondial. »

Brian Oxley, spécialiste du développement de produits avancés chez Shape Corp.

Brian Oxley, spécialiste du développement de produits avancés chez Shape Corp.

Un long partenariat de co-création

Shape Corp. a contacté SSAB et détaillé les besoins techniques de cet acier plus résistant. Après un travail collaboratif, SSAB et Shape Corp. sont arrivés à la nuance d’acier Docol® 1700M. Ils s’en sont servis pour créer de nouveaux montants A avec un meilleur rapport résistance/poids de plus de 50 %, ce qui permet d’économiser jusqu’à 4,5 kilogrammes par véhicule.

Shape Corp. a montré à Ford que cette nouvelle idée était rapidement intégrable à certains de ses véhicules les plus populaires. En 2019, Shape Corp. a remporté le 20e prix international Swedish Steel Prize pour sa nouvelle utilisation d'acier martensitique dans un tube formé pour des applications de longeron de toit automobile.

« SSAB a travaillé avec nous pour développer la nuance, puis nous a aidé à fournir le marché mondial », indique M. Oxley. « Nous avons profité d'une formidable collaboration avec eux, car ils élargissent continuellement leur offre de nuances et améliorent la résistance et l’épaisseur. Ils ont également travaillé avec nous sur d’autres aspects, comme les revêtements. Un matériau plus résistant présente de nouvelles difficultés pour les revêtements. »

Shape Corp. et SSAB travaillent à présent sur un nouveau défi : la planéité. Les pièces en acier doivent avoir des dimensions extrêmement précises et régulières pour pouvoir être soudées correctement. Les deux partenaires à long terme ont collaboré pour développer un processus d’aplanissement visant à obtenir la planéité exigée par les clients de Shape Corp.

« À chaque fois, SSAB a été en mesure d’apporter les solutions dont nous avions besoin », indique Oxley.

Bobine d'acier SSAB à haute limite d’élasticité

À propos de Shape Corp.

  • Shape Corp. a été fondée en 1974. Elle est implantée à Grand Haven, dans le Michigan (États-Unis).
  • Il s’agit d’un fournisseur de pièces automobiles de rang 1 offrant un service complet.
  • Shape Corp. est expert en structure de carrosserie en acier et en composants de systèmes de pare-chocs pour l’automobile.
  • L'entreprise a une longue histoire d'innovations pour les méthodes et les matières mises en œuvre dans la fabrication.

Acier SSAB utilisé par Shape Corp.

  • Acier Docol® 1300M
  • Acier Docol® 1500M
  • Acier Docol® 1700M
Fabrication par Shape Corp.
Structure en acier pour les applications automobiles de Shape Corp.
Fabrication par Shape Corp.
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