Barre anti-collision automobile

La barre anti-collision automobile est le composant de sécurité central à lintérieur des pare-chocs avant et arrière dune voiture, utilisée pour absorber lénergie dimpact, protéger la structure de la carrosserie et la sécurité des passagers. La barre anti-collision automobile est principalement fabriquée par emboutissage, profilage ou extrusion, combinés à des procédés de soudage ou de rivetage. Les procédés de fonderie (comme le moulage au sable ou la fonderie sous pression) sont moins utilisés dans la fabrication des barres anti-collision, car celles-ci nécessitent légèreté, haute résistance et des formes géométriques spécifiques, pour lesquelles lemboutissage ou lextrusion sont plus adaptés.
 

Procédés de fabrication des barres anti-collision

Le processus de fabrication des barres anti-collision comprend principalement les étapes suivantes :

Sélection des matériaux

• Acier à haute résistance (HSS) :
  • Matériaux courants : acier au bore, acier à double phase (DP, comme DP600, DP800) ou acier avancé à haute résistance (AHSS).
  • Avantages : haute résistance (résistance à la traction de 600 à 1500 MPa), coût modéré, représentant environ 70 % du marché.
  • Applications : modèles économiques et de milieu de gamme, comme Volkswagen, Toyota.
• Alliage daluminium :
  • Matériaux courants : alliages daluminium 6061 ou 7075.
  • Avantages : légèreté (environ 30 à 40 % plus léger que lacier), résistance à la corrosion.
  • Applications : modèles haut de gamme ou véhicules électriques, comme Tesla, Audi.
• Matériaux composites (rare) :
  • Comme le plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP), utilisé pour les supercars ou les voitures modifiées haut de gamme, extrêmement léger mais coûteux.
• Épaisseur : lépaisseur des barres anti-collision en acier est généralement de 1,5 à 3 mm, et de 2 à 4 mm pour laluminium.

Conception et planification

• Besoins fonctionnels :
  • Absorption de lénergie dimpact (impact à basse vitesse < 16 km/h, impact à haute vitesse > 40 km/h).
  • Coopération avec la coque du pare-chocs et les boîtes dabsorption dénergie (crash box) pour disperser la force dimpact.
  • Conformité aux réglementations, telles que les normes chinoises C-NCAP, européennes Euro NCAP ou américaines IIHS.
• Conception CAO :
  • Utilisation de logiciels (comme CATIA, SolidWorks) pour concevoir des modèles 3D, optimiser la forme de la section (généralement en forme de U, de boîte ou ondulée).
  • Analyse par éléments finis (FEA) pour simuler les performances en cas de collision, garantissant labsorption dénergie et la rigidité structurelle.
• Allègement : réduction du poids en optimisant lépaisseur du matériau et la forme géométrique (une barre en acier pèse environ 5 à 10 kg, une barre en aluminium environ 3 à 6 kg).

Procédés de formage

• Emboutissage (Stamping) :
  • Processus : placement dune tôle dacier ou daluminium dans un moule demboutissage, formage en une structure en forme de U ou de boîte à laide dune presse hydraulique ou mécanique (pression de 1000 à 5000 tonnes).
  • Avantages : haute précision (±0,1 mm), adapté à la production de masse.
  • Applications : procédé le plus courant, représentant plus de 80 % de la production de barres anti-collision.
• Profilage (Roll Forming) :
  • Processus : une bande dacier ou daluminium est progressivement formée en une section spécifique par des rouleaux continus.
  • Avantages : adapté aux poutres longues et étroites, taux dutilisation élevé des matériaux.
  • Applications : barres anti-collision pour véhicules utilitaires ou camions.
• Extrusion (Extrusion) :
  • Processus : lalliage daluminium est extrudé à travers une presse dextrusion (2000 à 5000 tonnes) pour former une section complexe (comme une structure creuse).
  • Avantages : légèreté, adapté aux formes géométriques complexes.
  • Applications : modèles haut de gamme ou véhicules électriques.
• Thermoformage (Hot Forming) :
  • Processus : lacier au bore est chauffé à 900 °C puis embouti, refroidi pour obtenir une très haute résistance.
  • Avantages : haute résistance, poids léger.
  • Applications : modèles avec des exigences de sécurité élevées, comme Volvo, BMW.

Usinage et assemblage

• Découpe et finition :
  • Utilisation de la découpe au laser ou au plasma pour finir les bords, assurant la précision dimensionnelle.
  • Perçage ou poinçonnage pour linstallation de boulons ou de boîtes dabsorption dénergie.
• Soudage/Connexion :
  • Soudage MIG/TIG : connexion de la barre anti-collision à la boîte dabsorption dénergie ou au châssis du véhicule.
  • Rivetage ou connexion par boulons : utilisé pour les barres en alliage daluminium, réduisant la déformation thermique.
  • Soudage par points : couramment utilisé pour les barres en acier, haute efficacité.
• Renforts : ajout de plaques dacier ou de nervures dans les zones de forte contrainte pour améliorer la résistance aux chocs.

Traitement de surface

• Galvanisation électrolytique/à chaud : revêtement de zinc (épaisseur de 10 à 20 μm) sur les barres anti-collision en acier pour prévenir la corrosion.
• Anodisation : traitement de surface des barres en alliage daluminium pour améliorer la résistance à la corrosion et lesthétique.
• Revêtement en poudre : certaines barres anti-collision sont recouvertes dun revêtement anticorrosion, résistant aux températures élevées et aux agressions chimiques.