L’aluminium est l’un des métaux les plus polyvalents et les plus largement utilisés dans l’industrie en raison de sa légèreté, de sa solidité, de sa durabilité et de sa résistance à la corrosion. Ces attributs le rendent idéal pour des applications dans l’automobile, l’aérospatiale, la construction et de nombreux autres domaines industriels. Cependant, il existe de nombreux alliages d’aluminium présentant des caractéristiques différentes et des propriétés spécifiques qui optimisent ses performances en fonction de l’application. Vous trouverez ci-dessous les types d’aluminium les plus courants dans l’industrie et leurs principales utilisations.

Les principaux types d’aluminium et leurs caractéristiques

Les qualités d’aluminium sont classées en séries en fonction de leur composition et de leurs propriétés. Les alliages d’aluminium les plus couramment utilisés dans l’industrie appartiennent aux séries 1xxx, 2xxx, 5xxx, 6xxx et 7xxx, chacune étant conçue pour remplir des fonctions spécifiques.

Série 1xxx : Aluminium de haute pureté

La série 1xxx contient 99 % ou plus d’aluminium pur, offrant une excellente résistance à la corrosion et une conductivité thermique et électrique élevée. Ce type d’aluminium est idéal pour les applications nécessitant une conductivité élevée et une faible résistance structurelle.

• Propriétés : très malléable et de faible résistance mécanique.
• Utilisations : Industrie électrique (conducteurs électriques, câbles haute tension), conteneurs, ustensiles et composants dans des environnements corrosifs.

Série 2xxx : alliages aluminium-cuivre

Les alliages de la série 2xxx contiennent du cuivre comme principal élément d’alliage, ce qui leur confère une résistance et une dureté supérieures à celles de l’aluminium pur. Toutefois, leur résistance à la corrosion est limitée, ce qui rend les revêtements protecteurs nécessaires dans de nombreuses applications.

• Propriétés : Haute résistance et bonne usinabilité ; faible résistance à la corrosion.
• Utilisations : industrie aérospatiale, composants structurels à haute résistance, applications militaires et automobiles.

Série 3xxx : alliages d’aluminium et de manganèse

La série 3xxx se caractérise par l’ajout de manganèse, qui améliore sa résistance par rapport aux alliages de la série 1xxx, tout en maintenant une bonne résistance à la corrosion. Bien qu’ils ne puissent pas être traités thermiquement, ces alliages conviennent aux applications nécessitant une ductilité élevée et une résistance modérée.

• Propriétés : résistance modérée, excellente ductilité, bonne résistance à la corrosion.
• Utilisations : récipients de stockage, échangeurs de chaleur, ustensiles de cuisine et systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation.

Série 5xxx : alliages d’aluminium et de magnésium

Les alliages aluminium-magnésium de la série 5xxx offrent une excellente résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements marins, et présentent un rapport résistance/poids élevé. En raison de leurs propriétés, ces alliages sont largement utilisés dans les applications nécessitant un poids léger et une durabilité sans traitement thermique.

• Propriétés : Résistance élevée à la corrosion, en particulier dans les environnements humides et salins, bonne soudabilité.
• Utilisation : construction navale, fabrication de réservoirs, composants structurels, industrie du transport et de la construction.

Série 6xxx : alliages d’aluminium-magnésium-silicium

La série 6xxx comprend du magnésium et du silicium comme éléments principaux, formant une structure d’aluminium trempée à chaud. Ces alliages sont connus pour leur polyvalence et leur équilibre entre résistance, usinabilité et résistance à la corrosion.

• Propriétés : bonne résistance mécanique, excellente soudabilité et résistance à la corrosion, traitement thermique.
• Utilisations : structures de transport, composants automobiles, profilés en aluminium, charpenterie et construction de ponts.

Série 7xxx : alliages aluminium-zinc

Les alliages de la série 7xxx, qui contiennent du zinc comme élément principal, sont extrêmement résistants et comptent parmi les alliages d’aluminium les plus solides. Ce type d’aluminium est très apprécié dans l’industrie aérospatiale et dans les applications nécessitant une résistance maximale et une faible densité.

• Propriétés : Résistance mécanique élevée, faible soudabilité, faible résistance à la corrosion sans traitement.
• Utilisations : structures aérospatiales, composants d’équipements sportifs, pièces à haute résistance dans l’industrie automobile et militaire.

Applications industrielles des principaux types d’aluminium

1. Industrie aérospatiale

L’industrie aérospatialea besoin de matériaux qui allient légèreté et résistance structurelle élevée. C’est pourquoi les alliages des séries 2xxx et 7xxx sont les alliages de choix pour la construction des fuselages, des ailes et d’autres composants structurels critiques. Ces alliages permettent aux avions de conserver leur intégrité structurelle tout en résistant aux conditions extrêmes des vols à haute altitude.

2. Industrie automobile

Dans le secteur automobile, les alliages des séries 5xxx et 6xxx sont principalement utilisés en raison de leur capacité à résister aux vibrations, aux chocs et à la corrosion. Cela permet de créer des châssis, des portes et des panneaux qui réduisent le poids des véhicules, améliorent le rendement énergétique et garantissent une sécurité et une durabilité accrues.

3. Construction et architecture

Les alliages de la série 6xxx sont particulièrement appréciés dans le secteur de la construction en raison de leur excellente soudabilité et de leur résistance à la corrosion, ce qui les rend idéaux pour les structures de soutien, le revêtement des bâtiments et les fenêtres. Leur finition esthétique et leur anodisation facilitent leur utilisation dans les façades architecturales et autres éléments visibles.

4. Industrie maritime

L’exposition constante à des environnements humides et salés dans le secteur maritime exige des matériaux présentant une résistance élevée à la corrosion. C’est pourquoi les alliages de la série 5xxx sont un choix populaire pour la construction de navires, de plates-formes et de structures marines, où l’aluminium résiste efficacement aux effets de l’eau salée.

5. Électronique et énergie

L’aluminium de haute pureté de la série 1xxx, avec son excellente conductivité électrique, est utilisé dans des applications électroniques et électriques telles que les câbles, les connecteurs et les dissipateurs thermiques. Sa légèreté et sa conductivité le rendent également utile dans les systèmes de transmission d’énergie et les composants électroniques sensibles au poids.

Avantages de l’aluminium dans les processus industriels par PROTOSPAIN

Chez PROTOSPAIN, nous comprenons l’importance du choix de l’aluminium pour chaque projet. Nous offrons des services de prototypage rapide et de fabrication de petites séries de haute précision, en optimisant l’utilisation de différents types d’aluminium selon les spécifications du client. Notre usinage CNC 3 et 5 axes Usinage CNC 3 et 5 axesNos capacités d’usinage CNC 3 et 5 axes, de coulée sous vide et de frittage nous permettent de créer des composants en aluminium avec des tolérances précises et des finitions professionnelles, garantissant la satisfaction de nos clients dans des secteurs aussi variés que l’automobile, l’électronique et la construction.

Conclusion

Le choix du bon type d’aluminium est essentiel à l’optimisation de tout projet industriel. Des applications de construction à la fabrication de composants à haute résistance pour le secteur aérospatial, chaque série d’aluminium offre des propriétés uniques qui peuvent maximiser les performances et la durabilité du produit final. Chez PROTOSPAIN, nos connaissances et notre expérience dans la sélection et la fabrication de l’aluminium nous permettent d’offrir des solutions personnalisées et de haute qualité pour tout secteur industriel.

La coulée sous vide dans des moules en silicone est un processus essentiel dans l’industrie du prototypage automobile. Il permet la production rapide et précise de pièces en plastique et en élastomère qui sont essentielles pour le développement de prototypes de véhicules. Cet article décrit en détail ce processus, ses avantages et son importance dans le secteur automobile.

Processus de coulée sous vide dans des moules en silicone:

La coulée sous vide dans des moules en silicone est un procédé de fabrication utilisé pour reproduire des pièces en plastique ou en caoutchouc à partir d’un prototype de base. Le processus comprend les étapes suivantes :

1. Création du prototype principal* : Dans un premier temps, un prototype principal de la pièce souhaitée est créé à l’aide de techniques telles que l’impression 3D ou l’usinage CNC. Ce prototype servira de modèle pour la production en série.
2. Fabrication de moules en silicone* : le prototype principal est utilisé pour créer un moule en silicone de haute qualité. Ce moule sera le négatif de la pièce finale.
3. Préparation du matériau de coulée* : Le matériau approprié, tel que les résines de polyuréthane, est sélectionné pour la coulée. Ces résines sont choisies en fonction des propriétés requises pour la pièce finale.
4. Coulée sous vide* : le matériau de coulée est versé dans le moule en silicone, qui est placé dans une chambre à vide. La chambre est mise sous vide afin d’éliminer les bulles d’air et d’assurer une répartition uniforme du matériau dans le moule.
5. Durcissement et refroidissement* : le moule subit un processus de durcissement et de refroidissement contrôlé pour permettre au matériau de prendre sa forme finale et d’atteindre les propriétés mécaniques souhaitées.
6. Démontage de la pièce* : Une fois le matériau solidifié, la pièce finale est démoulée. Ce processus est répété autant que nécessaire pour produire plusieurs exemplaires de la pièce.

Avantages de la coulée sous vide dans les moules en silicone :

Ce procédé présente plusieurs avantages dans le secteur du prototypage automobile :

1. – Rapidité: la coulée sous vide permet la production rapide de prototypes, ce qui accélère le développement des véhicules.
2. – Précision: les pièces fabriquées sont très précises et reproductibles, ce qui est essentiel dans la phase de conception.
3. – Large gamme de matériaux: différents matériaux peuvent être utilisés pour simuler les propriétés des pièces finales, ce qui facilite l’évaluation des prototypes.
4. – Rentabilité: Comparé à d’autres techniques de fabrication, le moulage sous vide est un processus relativement peu coûteux.

Applications dans le secteur automobile :

Dans l’industrie automobile, la coulée sous vide dans des moules en silicone est utilisée pour le prototypage de pièces intérieures et extérieures, telles que des panneaux de commande, des phares, des pare-chocs et d’autres composants. Il permet aux ingénieurs concepteurs d’évaluer et d’affiner leurs conceptions avant d’investir dans des outils coûteux pour la production en série.

Conclusion :

La coulée sous vide dans des moules en silicone est une technique essentielle pour le développement de prototypes dans l’industrie automobile. Il constitue un moyen efficace et précis de produire des pièces en plastique et en élastomère, ce qui permet d’accélérer le processus de conception et de réduire les coûts. Les ingénieurs chargés des achats jouent un rôle clé dans la sélection des fournisseurs et des matériaux adéquats pour garantir le succès de ce processus dans l’industrie automobile.

Lors du développement d’un nouveau produit, il existe de nombreux types de plastique disponibles. Le choix de la bonne solution dépend des critères spécifiques de chaque application.

D’après notre expérience, les développeurs doivent se demander si la matière plastique est de qualité alimentaire, résistante aux chocs, flexible, de qualité technique, ignifuge ou biocompatible. Vous trouverez ci-dessous nos recommandations sur les plastiques les plus couramment utilisés pour chaque exigence de produit.

Plastiques alimentaires

Les plastiques utilisés pour la production, la cuisson et le stockage des aliments doivent répondre à certains critères. Ils doivent être stériles et ne pas transmettre de goût aux aliments. Ils doivent être non biodégradables dans la plupart des cas, non absorbants et imperméables aux huiles et acides alimentaires.

Le PET (polyéthylène téréphtalate) est presque idéal dans toutes ces catégories, c’est pourquoi il est le plastique le plus courant pour les emballages alimentaires. On le trouve partout dans les bouteilles d’eau et de boissons gazeuses et dans d’autres récipients alimentaires. Il est solide et incassable, mais aussi léger et facilement recyclable. Le PET, sous forme de fibres, est appelé polyester et constitue le type de tissu synthétique le plus courant pour les vêtements et l’isolation.

Le PEBD (polyéthylène basse densité) est utilisé pour fabriquer des sacs alimentaires et du film étirable, tandis que le PEHD (polyéthylène haute densité) est idéal pour les planches à découper en plastique. Le PP (polypropylène) est également utilisé dans les emballages alimentaires, tels que les pots de yaourt.

Il convient également de noter que de nombreuses matières plastiques de qualité technique sont également considérées comme sûres sur le plan alimentaire, mais ne sont utilisées que dans les équipements de transformation des aliments ou dans d’autres produits durables en raison de leur coût plus élevé.

Résistant aux chocs

Le plastique de cette catégorie doit résister à des chocs répétés et reprendre sa forme initiale sans se cabosser ni se fissurer.

L’ABS (acrylonitrile butadiène styrène) et le HIPS (polystyrène à haute résistance aux chocs) sont utilisés pour fabriquer des boîtiers d’ outils électriques, des boîtes à outils, des bagages, des articles de sport et d’autres produits qui subissent de nombreux abus tout en restant rigides. Ces composites à base de résine peuvent être rendus encore plus résistants par l’ajout de fibres de verre ou de carbone.

Il existe également un marché important pour le plastique transparent en remplacement du verre. Le PC (polycarbonate) est idéal pour les pare-brise de moto, les verres de lunettes en plastique et les écrans de protection légers.

Flexible

Toutes les matières plastiques ont un certain degré de flexibilité. De nombreux produits ne nécessitent pas une grande résistance, mais doivent être flexibles sans perdre complètement leur forme.

Le PP (polypropylène) est le roi des plastiques pour la fabrication de charnières vivantes telles que celles que l’on trouve dans les bouchons de bouteilles de shampoing ou les piluliers. Ce type de plastique peut être plié des milliers de fois avant de se casser, pendant la durée de vie du produit.

Le PEHD est plus durable pour un usage intensif, c’est pourquoi on le trouve dans les poubelles à usage intensif qui sont jetées fréquemment. Le TPU (polyuréthane thermoplastique) est un type d’élastomère. Il est élastique et caoutchouteux, c’est pourquoi il est utilisé pour les roues, les bagues d’étanchéité et les joints, les gaines de câbles et les articles de sport. Le degré de souplesse et d’élasticité est contrôlé en faisant varier la composition chimique.

Diplôme d’ingénieur

Les plastiques techniques sont des polymères cristallins dont les propriétés mécaniques sont similaires à celles des métaux. Ils sont solides et durables comme leurs homologues métalliques, tout en étant légers et moins coûteux à produire en grandes quantités comme nous le faisons à Protospain.

Cette catégorie comprend les matières plastiques telles que l’ABS, le nylon (polyamide), le PEEK (polyétheréthercétone) et le POM (polyoxyméthylène). Ils sont tous rigides, résistants à la température et à faible frottement. En outre, le PEEK, l’ABS et le nylon peuvent être imprimés en 3D pour offrir encore plus d’options de conception.

Parmi les produits fabriqués à partir de plastiques techniques figurent les roulements à billes, les engrenages et les arbres, les poignées de couteau, les corps de pistolets en plastique, les interrupteurs et d’autres pièces à faible poids pour les applications automobiles et aérospatiales.

Retardateur de feu

En présence d’une flamme ou d’une autre source de chaleur élevée, tout plastique fond et certains s’enflamment. La résistance au feu est particulièrement importante lorsque le plastique est utilisé dans un espace confiné tel que l’intérieur d’une voiture ou la cabine d’un avion.

Cependant, les plastiques ne réagissent pas tous de la même manière au feu. Certains s’éteignent d’eux-mêmes lorsque la source de chaleur est supprimée. D’autres peuvent propager les flammes verticalement ou produire des fumées dangereuses.

Le plastique le plus naturellement résistant au feu est le PVC (chlorure de polyvinyle). La présence de chlore contribue à priver le feu de l’oxygène nécessaire à la combustion, mais le chlore gazeux constitue évidemment un autre problème grave.
Le secret de la résistance au feu consiste à recouvrir la matière plastique d’un produit chimique ignifuge ou à ajouter des impuretés au composé qui contribueront à interrompre le cycle de combustion. Parmi ces additifs figurent le bore, l’antimoine, le chlore, le brome, l’aluminium et le phosphore. En raison du grand nombre de variables et de formulations, il est préférable de vérifier auprès du fabricant l’indice de sécurité incendie UL du matériau. L’indice le plus élevé est UL94-VO, ce qui signifie que le matériau ne brûle pas, qu’il est autoextinguible et qu’il ne coule pas lorsqu’il est fondu sur le sol.

Biocompatible

L’utilisation de composants en plastique pour les dispositifs et équipements médicaux a considérablement augmenté ces dernières années. Afin de protéger les patients et de réglementer l’industrie, la norme ISO-10993 contribue à codifier les différentes utilisations médicales des matières plastiques.

Les résines peuvent être utilisées pour fabriquer des stents sanguins, des articulations artificielles et des prothèses osseuses, des cathéters, des prothèses, des perfusions, des moniteurs cardiaques, des valves, des tubes, des piluliers et bien d’autres choses encore.

Il est essentiel d’utiliser la bonne résine pour chaque application. Les lignes directrices de l’ISO déterminent l’évaluation du « risque biologique » en fonction de l’interaction avec le corps : implantation permanente, contact temporaire avec la peau ou utilisation dans des dispositifs médicaux.

Sur la base de ces catégories, nous pouvons suggérer ce qui suit :

– Contact à court terme et contact avec la peau : PE, PS, nylon, PVC, Teflon, PEEK, PP, PPSU
– Contact à long terme ou médecine interne : PPSU, HDPE, PMMA, époxy (pour les implants dentaires)
– Matériel et outils médicaux : PEEK, POM, PMMA, PC, PVC, HDPE

Les technologies de prototypage rapide telles que l’impression 3D, l’usinage CNC, la découpe laser et le moulage par injection peuvent produire des pièces avec différents états de surface en fonction de la méthode de fabrication et des matériaux utilisés. Certains des états de surface les plus courants qui peuvent être réalisés sur des pièces fabriquées à l’aide des technologies de prototypage rapide sont décrits ci-dessous :

• Finition naturelle: il s’agit de la finition la plus élémentaire, qui correspond à la surface de la pièce telle qu’elle est produite après le processus de fabrication. Cette finition est généralement rugueuse et peut présenter des marques de revêtement, des lignes de support et d’autres détails de fabrication qui sont éliminés dans les finitions plus avancées.
• Ponçage: le ponçage est un processus qui consiste à éliminer manuellement les marques de surface et les aspérités de la pièce à l’aide de papier de verre ou d’outils de ponçage. Le résultat final est une surface plus lisse et plus uniforme.
• Polissage: le polissage est similaire au ponçage, mais il s’agit d’un processus plus avancé qui utilise des outils de polissage et des composés abrasifs pour produire une surface extrêmement lisse et brillante. Cette finition est courante sur les pièces nécessitant un aspect esthétique attrayant, allant d’une finition mate très fine à un poli miroir. Cette technique est utilisée pour la production de pièces transparentes.
• Sablage: il s’agit d’un processus de finition qui utilise de l’air comprimé et un matériau abrasif pour éliminer les marques et les aspérités de la surface de la pièce. Ce procédé permet d’obtenir une surface uniforme et mate, semblable à la finition d’un moulage sous pression.
• Peinture: la finition par peinture consiste à appliquer une couche de peinture sur la surface de la pièce afin d’en améliorer l’aspect esthétique et la durabilité. Cette finition est courante sur les pièces utilisées dans les applications grand public et de design.
• Anodisation: l’anodisation est un procédé de revêtement électrochimique couramment utilisé sur les pièces en aluminium pour améliorer la résistance à la corrosion et l’aspect esthétique. Ce procédé produit une couche d’oxyde d’aluminium sur la surface de la pièce.

En résumé, il existe de nombreuses finitions de surface différentes qui peuvent être réalisées sur les pièces fabriquées à l’aide des technologies de prototypage rapide. Chaque finition a ses avantages et ses inconvénients, et le choix dépend du type de pièce fabriquée et de sa fonction. Il est important de choisir la bonne finition pour que la pièce ait l’aspect et la durabilité souhaités.

Chez Protospain, nous pouvons vous donner les conseils nécessaires pour choisir la finition de surface la plus adaptée à l’utilisation que vous allez faire du prototype. N’hésitez pas à nous contacter pour de plus amples informations.