Systèmes hybrides pour application automobile

Study of metal-polymer-metal hybrid sandwich composites for the automotive industry

• Auteur / Autrice : Olga Sokolova
• Direction : Adèle Carradó, Heinz Palkowski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 17/12/2012
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Technische Universität Clausthal (Allemagne)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Babette Tonn
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernhard Wielage, Geneviève Pourroy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-France Vallat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux sandwichs

Déformations (mécanique)

Métaux -- Formabilité

Polymères organométalliques

Propriétés mécaniques

Matériaux hybrides

Mots clés libres

Composant

Automobile

Renfort

Déformation

Adhésion

Composite

Automotive

Reinforcement

Deformation

Adhesion

Résumé

Dans cette thèse, les sandwichs acier/polymère/acier renforcés ou non et leurs composants, ainsi que leurs propriétés mécaniques et de mise en forme (ou formage) ont été étudiés pour la fabrication des pièces d'automobiles. Les caractéristiques physico-chimiques responsables de la cohésion métal-polymère tout comme de l’usinabilité des sandwichs par emboutissage profond et étirage Erichsen n’ont pas été assez étudiés. Elles sont analysées dans ce travail. Nous avons observé que l'influence des traitements de surface tels que le « traitement corona » peut changer la morphologie de la surface du polymère de base et introduire des groupes fonctionnels polaires sur les surfaces. Le traitement plasma a été utilisé pour activer les surfaces de l’acier avant le "roll-bonding". L'étude a révélé que les sandwichs sans inserts ont une grande aptitude au formage par emboutissage profond, proche de celle de l'acier.

In this thesis the investigation focused on the mechanical and forming properties of non-reinforced and locally reinforced metal/polymer/metal sandwiches, used for the further manufacturing of automotive parts. The physical-chemical properties for bonding as well as the deep drawing and stretching behaviour of such sandwiches were studied too. It was observed, that the preliminary surface treatment as corona and/or plasma strongly influence the surface morphology of the PP-PE foil by activating the polymer surface. A new method to insert local reinforcements in the pre-fabricated sandwich was developed after optimizing the conditions for bonding in the roll-bonding process. The sandwiches without the local plate inlays show the high formability compared to the seel mono-materials. The deformation behaviour of sandwiches depends strongly on the size, shape and the position of the inlays to forming.