Mentionnez les voitures en plastique, et la plupart des gens pensent à la carrosserie qui fuit, qui grince et qui craque si souvent sur les voitures en fibre de verre des années 1960.
Où les plastiques sont utilisés
Le plastique a encore une mauvaise image aujourd'hui, étant plus lié aux jouets fragiles qu'à la pointe de la technologie de l'industrie automobile. Mais les plastiques sont de plus en plus utilisés dans la fabrication des voitures, en grande partie en raison de la tendance à réduire le poids pour une consommation de carburant plus faible et une plus grande économie.
Pendant de nombreuses années, le problème a été que les plastiques ne sont pas assez solides pour être utilisés sans renfort. Maintenant, la scène change, avec des matériaux composites plus complexes prenant le relais des plastiques simples. Ces nouveaux matériaux apportent des changements dans les processus de conception et de fabrication mais, surtout, offrent une plus grande économie de conduite.
Dans le moulage par injection-réaction, deux types de plastique liquide sont injectés en même temps. Ceux-ci réagissent chimiquement et durcissent à l'intérieur du moule. Le processus est très rapide, ne prenant que 90 secondes environ pour compléter chaque panneau.
Les ailes et les bqmpers du Reliant Scimitar SS1 sont fabriqués de cette manière, mais ils ont un raffinement supplémentaire - un tapis de fibre de verre est d'abord déposé dans le moule et le plastique liquide pressé autour de lui. Les moulages par injection à réaction renforcée (RRIM) peuvent être rendus très flexibles tout en conservant une résistance élevée.
La fibre de verre - plus correctement connue sous le nom de GRP, qui signifie polyester renforcé de verre - allie légèreté et résistance. Poids pour poids, la fibre de verre est beaucoup plus résistante que l'acier, ce qui permet d'alléger les panneaux. Pendant de nombreuses années, il a été le seul matériau plastique utilisé pour les pièces structurelles des voitures, et il est encore largement utilisé aujourd'hui.
Dans une carrosserie en fibre de verre, une natte en fibre de verre est utilisée pour renforcer un panneau en polyester ou en résine époxy. Le matériau résultant est relativement rigide, mais a encore une "élasticité" suffisante pour résister aux chocs à faible vitesse. Dans les années 1950, les constructeurs ont commencé à utiliser le matériau pour les carrosseries de voitures. La première voiture à apparaître avec une carrosserie en fibre de verre était la Chevrolet Corvette de 1957, mais en dessous, elle utilisait toujours un châssis en acier conventionnel pour lui donner de la force.
L'année suivante, Lotus a présenté l'Elite originale - la première monocoque en fibre de verre au monde. Il n'avait pas de châssis en acier et le moteur, la boîte de vitesses et la suspension étaient boulonnés directement dans la coque en fibre de verre. Parmi les voitures actuellement en production avec cette construction se trouve la Midas, une voiture spécialisée à faible volume qui reprend une grande partie de son train de roulement des BL Mini et Metro.
Comme alternative à l'acier, la construction en fibre de verre présente des avantages considérables. Bien que de section beaucoup plus épaisse, la structure est légère et la rouille appartient au passé (sauf là où elle est boulonnée au métal). Pour le constructeur, les coûts d'outillage sont inférieurs à ceux de la construction automobile en acier car les grandes presses ne sont généralement pas nécessaires.
Malgré les avantages, les voitures en fibre de verre n'ont été produites que par de petits fabricants, généralement attirés par les faibles coûts d'outillage. Pour la production de masse, cela n'a jamais vraiment été une proposition viable. La fabrication est relativement lente, car chaque section du corps doit durcir pendant quelques heures. La fabrication de carrosseries automobiles en acier, en revanche, a bénéficié de bien plus d'investissements et de développement.
Depuis les débuts de la fibre de verre, l'utilisation de plastiques et d'autres composites a parcouru un long chemin, avec des techniques telles que le moulage par injection-réaction permettant un cycle de fabrication beaucoup plus rapide.
La plupart des fabricants utilisent maintenant une certaine forme de plastique pour les pare-chocs de leurs voitures. Au début des plastiques, la moulure de pare-chocs aurait été une seule pièce de plastique laid et épais (polypropylène ou thermoplastique) en noir ou gris, généralement avec un renfort métallique derrière pour donner une résistance adéquate à l'affaissement.
Pare-chocs Rover 800
De nos jours, la force vient plus probablement des sections de caisson moulées :un morceau de mousse légère est utilisé comme base, autour de laquelle le reste du pare-chocs est moulé. La mousse n'a pas de résistance réelle en elle-même, mais lorsqu'elle est utilisée comme entretoise, elle moule le plastique en une section "creuse" solide. Rover fabrique les pare-chocs de la série 800 de cette manière mais Lotus a développé la technique dans la mesure où ils peuvent l'utiliser pour les principales sections structurelles de leurs carrosseries. Les pièces en acier peuvent également être moulées pour donner un renforcement localisé pour le montage de la charnière de porte ou de la serrure, et pour les pièces de protection telles que les poutres de porte et les arceaux de sécurité.
De nombreuses voitures à carrosserie en plastique en production utilisent désormais différents types de plastique pour différentes pièces. Les pare-chocs doivent être déformables pour absorber les chocs et élastiques pour éviter des dommages permanents. Ils sont donc fabriqués à partir d'une variété de plastiques spécialement modifiés avec certaines propriétés caoutchouteuses (comme le polypropylène ou le polyester thermoplastique modifié). Pour les panneaux comme le couvercle de coffre, il est préférable d'utiliser un matériau plus rigide comme de la fibre de verre assez épaisse ou du polyester renforcé pressé à froid afin que le conducteur se sente solide lorsqu'il le claque.
Carter diesel Maestro
L'utilisation de nombreux matériaux différents est facile à organiser si le corps est constitué de plusieurs pièces différentes boulonnées à une structure centrale, mais Lotus, qui fabrique ses corps en deux parties principales, parvient à combiner plusieurs matériaux différents dans le même moulage. Avec les véhicules qui ont des panneaux individuels boulonnés sur un châssis en acier séparé, comme le Reliant Kitten et le Scimitar et le Renault Espace, chaque panneau peut être constitué d'un seul matériau ou d'un composite de deux.
À condition que tous les différents matériaux utilisés puissent accepter le même type de système de peinture, il n'y aura aucun problème de finition.
Le polyester renforcé de fibre de verre acceptera la peinture conventionnelle, tout comme d'autres matériaux tels que le polyester rigide, utilisé pour les parties de carrosserie non flexibles. Cependant, la plupart des plastiques ne peuvent pas supporter les températures de cuisson de la peinture, donc une solution courante au problème consiste à utiliser un système de peinture à deux composants qui durcit par réaction chimique plutôt qu'avec la chaleur. Renault utilise ce type de système de peinture pour l'Espace, qui comprend également de minuscules billes de polyester incorporées dans la peinture pour les zones à forte usure telles que les panneaux inférieurs, qui sont susceptibles d'être attaqués par la saleté, les gravillons et les éclats de pierre.
Il n'est pas possible d'auto-colorer le polyuréthane haute densité et la peinture conventionnelle ne collera pas dessus, de sorte que bon nombre des premiers pare-chocs n'étaient pas attrayants. Depuis, de nouveaux matériaux et des apprêts spéciaux ont été introduits qui permettent de colorer les pare-chocs.
Les pare-chocs des Austin Maestro et Montego, qui sont fabriqués à partir de PBT (polybutadiène téraphtalate), sont pulvérisés en même temps que la carrosserie pour assurer une bonne correspondance des couleurs. Ils sont peints à l'écart de la carrosserie puis montés.
Bien que les plastiques soient de plus en plus utilisés pour les parties du corps et les petits composants, les progrès récents ont signifié que les plastiques pourraient bientôt être largement utilisés pour des composants plus importants. Des ressorts à lames en fibre de verre ont déjà été utilisés sur la Chevrolet Corvette des années 1980 et dans le fourgon Sherpa.
