Daimler mesure le tableau de bord dans la zone d'atténuation de l'airbag

L'intégration des airbags passagers dans les tableaux de bord des véhicules modernes exige des zones de faiblesse soigneusement conçues pour permettre un déploiement contrôlé en cas d'accident. Ces zones, souvent appelées coutures de déchirure ou d'ouverture, doivent se rompre de manière fiable sous la pression générée par le gonflage de l'airbag, tout en conservant une intégrité structurelle adéquate en fonctionnement normal. Par conséquent, la mesure et la vérification précises de ces zones de faiblesse sont essentielles pour la sécurité des passagers, la durabilité du produit et la conformité aux normes automobiles. Cet article décrit les principes de conception, les techniques de mesure, les méthodes d'essai et les procédures de contrôle qualité relatifs aux zones de faiblesse des airbags de tableau de bord.

Les systèmes de sécurité automobile ont connu des progrès considérables ces dernières années, et les airbags sont devenus un élément essentiel de la protection des passagers. Dans les systèmes d'airbag côté passager, le module d'airbag est généralement situé sous le tableau de bord. Lors du déploiement, le tableau de bord doit se déplier de manière prévisible afin de permettre un déploiement rapide de l'airbag sans projection de débris dangereux.

Pour permettre cette ouverture contrôlée, les fabricants ajoutent des zones d'atténuation à l'arrière du substrat du tableau de bord. Ces zones peuvent être découpées au laser ou mécaniquement, moulées en sections à parois minces ou encore comporter des joints de séparation dissimulés. La performance d'ouverture dépendant largement de la taille et de la régularité de ces zones d'atténuation, des techniques de mesure précises sont indispensables tout au long du développement et de la production.

La zone d'atténuation sur le tableau de bord remplit plusieurs fonctions clés :

• Il permet une déchirure contrôlée lors du déploiement de l'airbag.
• Il empêche la propagation imprévisible des fissures.
• Elle conserve son aspect esthétique en utilisation normale.
• Il conserve une durabilité à long terme sous des charges thermiques et mécaniques.
• Cela réduit le risque de blessures pour les passagers dues aux pièces détachées.

Une suture amincissante doit concilier deux exigences contradictoires :

• Résistance structurelle élevée en fonctionnement normal du véhicule.
• Faible résistance à la déchirure lors du déploiement de l'airbag.

Pour parvenir à cet équilibre, il est désormais nécessaire de contrôler avec précision l'épaisseur des parois, la géométrie des joints, les propriétés des matériaux et les tolérances de fabrication.

Les tableaux de bord classiques sont généralement composés de plusieurs couches :

• Revêtement de surface : La couche décorative extérieure est en PVC, TPO (oléfine thermoplastique), TPU (polyuréthane thermoplastique), ou en cuir ou cuir synthétique.
• Couche de mousse : La couche de mousse de polyuréthane offre douceur et absorption d'énergie.
• Substrat : Le substrat structurel est généralement composé de polypropylène (PP), de mélanges d’ABS ou de plastiques renforcés de fibres de verre. Les propriétés d’atténuation sont généralement intégrées au substrat et parfois, dans une moindre mesure, à la couche de mousse.
• Les types de conception d'atténuation des airbags comprennent :
  • Gravure laser : L’énergie laser enlève de la matière à l’arrière du tableau de bord pour créer une épaisseur résiduelle contrôlée.
  • Rayure mécanique : un outil de coupe crée des rainures ou des coutures en forme de V.
  • Atténuation par moulage : L’épaisseur réduite est directement intégrée à la pièce moulée.

Les paramètres de mesure critiques sont les suivants :

• Épaisseur restante de la paroi : Il s’agit du paramètre le plus critique pour le déploiement de l’airbag. Si l’épaisseur est trop importante,
  • L'airbag peut se déployer très lentement.
  • Une pression excessive peut s'accumuler.
  • Un dysfonctionnement au démarrage peut survenir.

Si l'épaisseur est trop faible,

• Des fissures prématurées peuvent apparaître.
• Des défauts d'aspect peuvent survenir.
• La durabilité à long terme diminue.

Les valeurs typiques d'épaisseur résiduelle de paroi varient de 0,2 mm à 1,0 mm, selon le matériau et la conception.

• Géométrie de la gouttière : Les mesures comprennent :
  • profondeur de rainure
  • Largeur de la rainure
  • Angle de rainure
  • Rayon à la base de la gouttière
• Continuité des sutures : L'affaiblissement continu assure une propagation prévisible des vergetures.
• Répartition de l'épaisseur du matériau : L'homogénéité de l'épaisseur autour de la zone d'application influence grandement le comportement à la rupture.
• Intégrité de surface : les systèmes de mesure doivent également vérifier les points suivants :
  • Absence de marques de subsidence visibles
  • Pour éviter les erreurs de lecture.
  • Absence de fissures indésirables

Les principales techniques de mesure sont les suivantes :

• Mesure d'épaisseur par ultrasons : les capteurs à ultrasons sont désormais largement utilisés pour la mesure non destructive de l'épaisseur des parois. Le principe repose sur la propagation d'ondes sonores à haute fréquence à travers le matériau, qui se réfléchissent sur ses surfaces internes.
• Systèmes de mesure optique : des scanners laser et des systèmes à lumière structurée sont utilisés pour capturer la géométrie des rainures.
• Tomodensitométrie (scanner CT) : Les systèmes CT industriels fournissent une imagerie interne détaillée.
• Sectionnement mécanique : Le sectionnement destructif reste l’une des méthodes les plus précises pour évaluer la géométrie des joints de couture.
• Machines à mesurer tridimensionnelles : Ces systèmes sont utilisés pour la vérification dimensionnelle et le positionnement des joints des composants moulés.

Les principaux défis en matière de mesure sont les suivants :

• Variabilité des matériaux : les thermoplastiques subissent un retrait et une dilatation thermique, ce qui peut affecter les mesures.
• Géométrie complexe : les tableaux de bord présentent des surfaces très incurvées qui rendent le positionnement de la sonde difficile.
• Structure multicouche : Les différentes couches de matériaux créent une incertitude de mesure, notamment pour les systèmes ultrasoniques.
• Tolérances de fabrication : Les variations du moulage par injection peuvent modifier l’épaisseur locale et la géométrie de la couture.
• Facteurs environnementaux : La température et l’humidité peuvent affecter à la fois les propriétés des matériaux et la précision des mesures.

La mesure seule ne suffit pas sans tests de vérification du déploiement des airbags :

• Tests de déploiement statique : le module d’airbag est déclenché dans des conditions contrôlées :
  • Des caméras à haute vitesse filment l'ouverture.
  • Le comportement de la suture de la déchirure est évalué.
  • La formation des pièces est évaluée.
• Conditions environnementales : Les échantillons sont testés dans les conditions suivantes :
  • Haute température
  • Basse température
  • exposition à l'humidité
  • vieillissement aux UV

Cela garantit une fiabilité à long terme.

• Tests de vibration et de durabilité : les tableaux de bord subissent des cycles de durabilité pour vérifier que les points faibles restent stables tout au long de la durée de vie du véhicule.

Les constructeurs automobiles utilisent des méthodes de contrôle statistique des processus pour surveiller la qualité de la production. Les paramètres de base de ces méthodes sont les suivants :

• Épaisseur moyenne de la paroi résiduelle
• Indice de capacité de processus
• Répétabilité et reproductibilité des mesures.
• Analyse des tendances

Les mesures et les procédures de vérification de l'atténuation des airbags sont influencées par diverses normes et réglementations automobiles. Par exemple,

• Normes fédérales de sécurité des véhicules automobiles FMVSS 208 - Protection des passagers contre les collisions
• UNECE R21 Règlement uniforme concernant les homologations des équipements intérieurs des véhicules.
• ISO 11452 Véhicules routiers - Méthodes d'essai des composants pour les perturbations électriques causées par l'énergie électromagnétique rayonnante à bande étroite.
• Normes d'ingénierie spécifiques des constructeurs d'origine (les constructeurs automobiles élaborent souvent des exigences de vérification personnalisées qui dépassent les exigences légales minimales).

En conclusion, le maintien d'un contrôle strict des procédés et de normes d'essai rigoureuses est essentiel pour garantir la sécurité et l'efficacité des systèmes d'airbags latéraux. La mesure des zones d'atténuation des airbags latéraux est un aspect crucial de l'ingénierie de la sécurité automobile. Un contrôle précis de l'épaisseur résiduelle des parois, de la géométrie des rainures et de l'homogénéité des matériaux influe directement sur le déploiement de l'airbag et la protection des passagers. Un contrôle strict des procédés et le respect de normes d'essai rigoureuses sont indispensables pour obtenir un produit sûr et fiable.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte de son personnel compétent et expérimenté, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de gestion. Dans ce cadre, nous proposons également des services de mesure du tableau de bord dans la zone d'atténuation des airbags.