Moulage sous pression du cuivre haute résistance pour systèmes de refroidissement automobiles

Les systèmes de refroidissement automobiles s’appuient sur des composants offrant une conductivité thermique élevée, une durabilité mécanique et une excellente répétabilité dimensionnelle. À mesure que les véhicules s’électrifient et que les charges thermiques des moteurs continuent d’augmenter, le moulage sous pression du cuivre s’impose comme une méthode privilégiée pour fabriquer des échangeurs thermiques, des plaques de refroidissement et des modules de distribution de liquide. Les performances supérieures du cuivre en transfert de chaleur et sa robustesse sous cycles thermiques en font un matériau idéal pour les environnements automobiles exigeants.

Neway propose des services de moulage sous pression du cuivre pour des composants avancés de systèmes de refroidissement destinés aux véhicules à moteur thermique (ICE), hybrides et électriques à batterie (BEV). Nos capacités de moulage de précision garantissent un transfert thermique efficace, une porosité minimale et des tolérances constantes requises pour la production automobile à grande échelle.

Pourquoi le cuivre est idéal pour les applications de refroidissement automobile

La conductivité thermique du cuivre, près de quatre fois supérieure à celle de l’aluminium, en fait un matériau de choix pour dissiper la chaleur dans des volumes compacts. Le refroidissement automobile permet une extraction rapide de la chaleur des moteurs, transmissions, électroniques de puissance et systèmes de batteries. Les alliages de cuivre offrent également une résistance naturelle à la corrosion ainsi qu’une excellente tenue mécanique face aux vibrations et à la fatigue thermique.

Avantages clés

• Conductivité thermique : 300–400 W/m·K

• Résistance à la traction : 200–400 MPa, selon l’alliage

• Résistance à la pression : jusqu’à 3,5 MPa pour les boîtiers de refroidissement

• Tolérance dimensionnelle : ±0,02 mm sur les surfaces d’appui ou d’étanchéité critiques

• Température de service : -40°C à 200°C en environnement automobile

Le moulage sous pression du cuivre permet d’intégrer des parois fines, des brides d’étanchéité, des canaux internes de refroidissement et des pattes de fixation, réduisant le nombre de pièces et améliorant l’efficacité d’assemblage.

Composants courants en cuivre moulé sous pression dans le refroidissement automobile

Les systèmes de refroidissement automobiles exigent de plus en plus des conceptions intégrées et peu encombrantes. Le moulage sous pression du cuivre est idéal pour produire des composants multifonctions intégrant des fonctions de transfert thermique et des caractéristiques structurelles.

Alliages de cuivre utilisés pour le moulage sous pression automobile

Neway utilise plusieurs alliages de cuivre et à base de cuivre conformes aux normes ISO 1634-1 et ASTM B148 pour les pièces de fonderie de qualité automobile.

Le C18200 (cuivre au chrome) est le plus souvent utilisé pour les pièces automobiles à haute conductivité thermique nécessitant de solides performances mécaniques et une compatibilité avec le brasage.

Exigences de précision et de finition de surface

Les pièces de refroidissement automobiles exigent des tolérances strictes afin de préserver l’intégrité d’étanchéité, d’assurer un débit de liquide de refroidissement constant et d’éviter l’usure induite par les vibrations.

• Épaisseur de paroi : 1,2–3,0 mm pour les parois fluidiques ou zones de contact

• Planéité : ≤ 0,03 mm sur les plaques de refroidissement pour matériaux d’interface thermique (TIM)

• Précision de position des trous : ±0,02 mm pour raccords montés en force ou ports filetés

• Rugosité de surface : Ra ≤ 1,6 µm pour surfaces d’étanchéité et interfaces de joints

• Taux de porosité : <0,5% vérifié par test d’étanchéité sous vide ou inspection radiographique

Neway utilise l’usinage CNC pour les gorges d’étanchéité, filetages de fixation ou canaux de joints toriques, garantissant des composants prêts à assembler.

Traitements de surface et protection environnementale

Pour prolonger la durée de vie en environnements à forte humidité et à températures variables, Neway propose plusieurs options de post-traitement et de revêtement pour les pièces en cuivre moulées sous pression :

• Électrodéposition : étamage ou nickelage pour améliorer la résistance à la corrosion et l’intégrité des contacts électriques

• Revêtement par poudre : jusqu’à 100 µm de protection pour les modules de refroidissement exposés

• Peinture : codage couleur pour l’identification d’assemblage ou la conformité aux normes de sécurité

• Tribofinition (tumbling) et polissage : pour une finition extérieure lisse ou une meilleure dynamique d’écoulement

• Assemblage : intégration de joints toriques, fixations, valves ou pads thermiques

Tous les procédés de finition sont conformes aux réglementations RoHS et REACH, avec essais brouillard salin disponibles selon ISO 9227 ou ASTM B117.

Capacités d’outillage et de production

La division fabrication d’outillages et moules de Neway est optimisée pour l’outillage automobile à haute complexité, incluant des conceptions multi-empreintes et à nombreux tiroirs.

• Matériau de moule : acier à outils H13 avec inserts résistants à l’usure

• Durée de vie du moule : 100 000–300 000 cycles pour les alliages à base de cuivre

• Délai d’outillage : 4–6 semaines incluant une DFM complète et une simulation d’écoulement

• Temps de cycle pièce : 30–45 secondes selon la taille et la géométrie

• Prototypage rapide : outillage de courte série ou outillage hybride/soft tooling disponible

Neway prend en charge les lancements en petite série ainsi que la production de masse pour les fournisseurs automobiles de rang 1 (tier-1).

Étude de cas : plaque de refroidissement en cuivre pour onduleur VE haute tension

Un constructeur de véhicules électriques avait besoin d’une plaque mince et très précise en cuivre pour le refroidissement d’un onduleur. Spécifications :

• Conductivité cible ≥ 300 W/m·K

• Planéité ≤ 0,03 mm sur une surface de 200 mm × 140 mm

• Épaisseur de paroi de 1,6 mm, avec bossages d’entrée/sortie intégrés

• Résistance à la pression de 2,5 MPa

• Compatibilité avec matériaux d’interface thermique (TIM) et revêtements époxy

• Demande annuelle : 250 000 unités

Neway a utilisé l’alliage C18200 et une conception de moule 2 empreintes avec tiroirs. Après moulage, les pièces ont été usinées CNC pour contrôler la profondeur des gorges, puis nickelées à 10 µm. Les composants ont réussi les tests de pression d’éclatement, les benchmarks de performance thermique et les essais de gauchissement après application du TIM.

Pourquoi les OEM automobiles et les fournisseurs de rang 1 font confiance à Neway

Neway propose des solutions intégrées de moulage sous pression du cuivre adaptées aux fabricants de systèmes de refroidissement automobile :

• Management qualité certifié ISO 9001:2015

• Contrôle complet en interne, de l’outillage à l’assemblage final

• Support de la documentation PPAP, des soumissions IMDS et du PFMEA (AMDEC process)

• Matériaux qualifiés automobile et options de finition

• Retours DFM pour améliorer les performances et réduire les coûts

Nous livrons des composants en cuivre de précision, prêts pour l’assemblage direct dans des modules de gestion thermique, radiateurs, boîtiers de pompe et écrans thermiques.

Conclusion

Alors que l’industrie automobile exige des systèmes de refroidissement plus efficaces et plus durables pour les plateformes thermiques, hybrides et électriques, le moulage sous pression du cuivre offre une combinaison inégalée de performance thermique, de flexibilité de conception et de précision de fabrication. Chez Neway, nous exploitons des alliages de cuivre avancés et des technologies de moulage de haute précision pour fournir les pièces qui maintiennent la prochaine génération de véhicules au frais, en sécurité et performants.

Pour lancer votre projet de système de refroidissement automobile, contactez Neway dès aujourd’hui.

FAQs

1. Quels alliages de cuivre offrent la meilleure conductivité pour les systèmes de refroidissement automobile ?

2. Comment le moulage sous pression du cuivre se compare-t-il à l’aluminium pour les composants d’échangeur thermique ?

3. Quelles tolérances d’étanchéité peuvent être atteintes pour des modules de refroidissement avec ports intégrés ?

4. Quelles options de finition empêchent la corrosion du cuivre en environnements glycol ou réfrigérant ?

5. Quel est le temps de cycle typique et le délai pour la production de plaques de refroidissement automobiles ?