Le Noryl

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Description détaillée

Le Noryl est un matériau de la famille des thermoplastiques injectés.
Ce plastique est à la base un alliage de deux polymères (Polyoxyphénilène-PPO et Polystyrène-PS) répondant aux spécifications techniques de résistance thermique et mécanique pour la fabrication de pièces de carrosserie.
Les thermoplastiques sont constitués de macromolécules linéaires qui déplacent sous l'effet de la chaleur. Quand on les chauffe, ils ramollissent et deviennent malléable et en refroidissant, ils se figent à nouveau. La transformation des thermoplastiques est réversible, ils sont donc recyclables.

Le Noryl a évolué vers une nouvelle famille de résine, Noryl GTX, afin de conférer un avantage majeur en matière de conception aux équipementiers et sociétés de l'industrie automobile. Ces nouveaux mélanges de polyphénylène éther modifié (PPE) et de polyamide (PA) réduisent le coefficient de dilatation thermique de 20 à 40 % par rapport aux matériaux précédents, pour une stabilité dimensionnelle accrue et une gestion améliorée des jeux et des alignements. Les concepteurs automobiles bénéficient ainsi d'une plus grande liberté pour créer des panneaux de carrosserie de haute précision et de grande qualité, et qui s'intègrent dans les processus existants, comme les systèmes de peinture en ligne avec des températures de cuisson élevées.
Il est surtout utilisé pour les pièces de carrosserie comme les ailes avant. Grâce à ce matériau, le poids de la pièce est réduit de près de la moitié par rapport à une aile en acier et elle reprend sa forme initiale après un choc à faible vitesse. L'écart de dilatation entre plastique et métal pose un problème lorsque la carrosserie est exposée au soleil. Des évolutions pour palier à cet inconvénient ont permis l'élaboration de nouvelles résines plus résistantes à la chaleur.

Rendu conducteur par introduction de noir de carbone, comme pour le Noryl GTX ⁹⁷⁴, la pièce en plastique peut ainsi être mise en peinture selon le procédé de dépose électrostatique utilisé dans l'automobile.
Pendant la production de véhicules, la résine Noryl GTX permet de réduire la complexité et les temps de cycle. Sa résistance aux hautes températures et sa conductivité intrinsèque permettent la peinture des ailes sans apprêt conducteur sur la ligne de production en obtenant une finition de peinture équivalente à l'acier. Pour optimiser la peinture en ligne de production des ailes en plastique en même temps que la carrosserie en acier, la conception a fait l'objet d'un soin minutieux.
Le Noryl est un thermoplastique dont la tenue en température lui permet de passer dans les bains de cataphorèse (à 150-170°C). Les constructeurs montent les pièces avant la cataphorèse, un traitement anticorrosion inutile pour le plastique, dans le seul but de ne pas compliquer leurs chaînes.

Dès la sortie du moule d'injection, l'aile en plastique est traitée exactement comme une aile en tôle. La seule différence intervient au niveau du ferrage de l'aile sur le véhicule. En effet, le Noryl, comme la plupart des autres plastiques, présente un coefficient de dilatation dix fois supérieur à celui de l'acier. Du coup, lors du passage en cataphorèse, l'aile s'allonge d'une dizaine de millimètres dans sa plus grande longueur. Pour résoudre le problème, les constructeurs ont dû inventer une nouvelle technique de ferrage.
La résistance d'une aile de voiture en plastique est telle, que l'on pourrait sauter à pieds joints dessus. L'aile s'écrase, bien sûr, puis reprend sa forme initiale sans montrer de dommages apparents.
Ces thermoplastiques offrent aussi une plus grande liberté de design que le métal. Grâce au moulage par injection, les concepteurs automobiles sont en mesure de créer une géométrie d'aile complexe d'ouverture latérale pouvant loger un feu clignotant par exemple. Une telle conception aurait été difficile à réaliser en métal car elle aurait nécessité des outillages spéciaux et de multiples opérations. Sur l'aile avant de la Renault Scénic, pour réaliser la même aile en tôle, il aurait fallu quatre gammes d'outillages différents pour emboutir quatre pièces assemblées ensuite par soudage.
De plus, la résine Noryl GTX a permis aux concepteurs et ingénieurs d'augmenter de manière significative la flexibilité des ailes comparée aux modèles en acier. Cette flexibilité améliorée procure, d'une part, une excellente absorption lors de chocs à la tête au cours d'incidents avec des piétons et, d'autre part, la non déformation de l'aile à la suite de collisions mineures. L'aile avant de la Mercedes Classe A a passé avec succès le test à 15 km/h. A titre de comparaison, une aile en tôle est jugée irréparable au-delà de 5 km/h.
Ce matériau a été récompensé en 2009 par la division automobile de la Society of Plastics Engineers dans la catégorie Sécurité pour la conformité en termes de protection des piétons des ailes de la Ford Kuga.

Une aile en Noryl apporte un gain de poids de 40 à 60 % par rapport à l'acier, ce plastique étant environ 7 fois plus léger que l'acier (densité env. 1,1 contre 7,8 pour l'acier).
Elle coûte, hors amortissement des investissements, entre 30 et 50 % plus cher qu'une aile en tôle, mais si l'on prend en compte l'investissement en outillage, divisé par trois, le plastique revient moins cher que le métal pour des séries inférieures à 1000 pièces/jour. En revanche, le cycle de moulage du Noryl est d'environ une minute, contre dix secondes pour la frappe d'une pièce en tôle. Enfin, si l'on considère non plus la pièce, mais la fonction, l'écart entre le plastique et le métal s'amenuise. La tendance ne cesse d'évoluer vers des séries plus grandes, comme le démontre l'exemple suivant :
Renault est devenu le champion de ce type de pièces depuis ses premiers pas dans construction de véhicule avec une aile en plastique. Après une série de cinquante R5 GT Turbo, la Clio 16S (100 véhicules/jour) et la Scenic (1400 véhicules/jour), le constructeur français confirmera son choix avec la Clio IV, qui était lancée à la cadence de 2500 véhicules/jour.

 

Mais, l'avenir de ce matériau est peut-être ailleurs…
Des expérimentations sont en cours sur des pièces basées sur un design en nid d'abeille thermoplastique moulées dans un mélange de nylon et de Noryl GTX (PPE modifié) avec des peaux métalliques. Cette technologie hybride métal/résine Noryl GTX peut réduire le poids jusqu'à 30% par rapport à l'acier à haute résistance, sans diminuer la résistance à la fatigue du véhicule.

(Source SABIC)

D'autres composants de la carrosserie tels que les montants A, B et C ainsi que les traverses de plancher présentent un potentiel de gain de poids de 5 à 8 kg sans diminution de résistance à la collision.

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Méthodes et pratiques

Un élément de carrosserie en Noryl ne nécessite ni entretien ou ni réparation sans qu'il ne soit endommagée par un accident de la route. Lorsque c'est le cas, cet élément peut être réparé, mais cette réparation doit se limiter, du fait du coût modéré des pièces, aux supports de fixation qui sont masqués de l'extérieur et localisés dans une zone rigide de la pièce.

La première étape est d'identifié le type plastique grâce au codage.

Pour le Noryl le codage est : >PPE - PA 6.6<
Ce codage se situe sur la face interne de l'élément.
Le matériau n'est pas soudable, en revanche la réparation par agrafage à chaud et le collage sans primaire d'adhérence conviendront très bien pour ce type de plastique. Pour le collage, il est toutefois important de noyer la cassure dans la résine afin de créer un effet rivet des 2 côtés du défaut.

Il existe deux types de colle :

• A base de résine polyuréthane
• A base de résine époxy

Pour la mise en peinture du Noryl, il faut utiliser un apprêt deux composants flexibilisé, on peut aussi mettre du flexibilisant dans le vernis.

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Impact sur les compétences en atelier

• Connaître l'outil informatique pour la lecture de documentation.
• Connaître les matériaux composites (fabrication, comportement aux chocs, réparabilité, …).
• Savoir mettre en œuvre les techniques de réparation et de peinture des thermoplastiques.
• Savoir mettre en œuvre les techniques de collage.
• Savoir remplacer un élément amovible.

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Exemple d’outillage approprié

Le Système TEROSON de réparation des plastiques.