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Jun 17, 2023

Les nombreuses façons dont les équipes de F1 ont intégré l’impression 3D au sport automobile

Partager cet article Dans un sport où la vitesse, la réduction de poids et les cycles de développement sont essentiels, il n'est pas étonnant que l'impression 3D et la F1 s'entendent comme une maison en feu. Chaque année, le recours à l'impression 3D a

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Dans un sport où la vitesse, la réduction de poids et les cycles de développement sont essentiels, il n'est pas étonnant que l'impression 3D et la F1 s'entendent comme une maison en feu. Chaque année, l'utilisation de l'impression 3D s'est développée en F1 et les équipes utilisent cette technologie pour accélérer plus que jamais leurs processus de développement. Cet article explore certaines de ces initiatives d'impression 3D et la manière dont les équipes et les fabricants intègrent la technologie dans le sport. Il y avait tellement d'exemples parmi lesquels choisir, mais, au final, nous avons mis en avant six de nos projets préférés réalisés jusqu'à présent en F1.

Outil de superposition composite pour un volet d'aile arrière McLaren MCL32, produit sur une imprimante 3D Stratasys Fortus 900mc à l'aide du matériau ULTEM 1010.

En 2017, McLaren a annoncé qu'elle élargissait sa relation de fabrication avec la société d'impression 3D Stratasys, en achetant davantage de ses imprimantes 3D. L'équipe utilise les imprimantes de modélisation par dépôt fondu (FDM) de l'entreprise pour imprimer des pièces, accélérer le développement automobile et fabriquer des composants sensibles à la chaleur, mais souhaitait accroître sa capacité à le faire.

L’une des nombreuses améliorations imprimées en 3D présentées par McLaren était son volet d’aile arrière. Bien que le volet de l’aile de course lui-même n’ait pas été imprimé en 3D, l’outil de superposition utilisé pour mouler les composites renforcés de fibres de carbone l’était. L'outil a été réalisé sur l'imprimante 3D Fortus 900mc Production avec du matériau ULTEM 1010 et son impression a pris trois jours. La structure composite haute température présentée dans notre infographie a été conçue pour augmenter la force d'appui de l'aileron arrière et aider la voiture à perdre quelques dixièmes par tour. Grâce à cette technologie, McLaren avait la capacité de modifier rapidement les exigences d'appui spécifiques au circuit et de garantir que sa voiture était configurée pour fonctionner à son maximum.

McLaren continue d'utiliser les imprimantes 3D Stratasys au cours de la saison 2023 et c'est peut-être l'une des raisons pour lesquelles elle possède la deuxième voiture la plus rapide avant les vacances d'été de la F1.

La partie supérieure d'un piston imprimé en 3D. (Image gracieuseté de Porsche.)

Certains fans de F1 seront peut-être surpris d'apprendre qu'un composant de la voiture est un véritable piston de moteur imprimé en 3D ! Oui, Ferrari a parlé publiquement de son exploration de l’impression 3D métallique et de la manière dont l’entreprise pourrait éventuellement l’utiliser pour fabriquer ses pistons de moteur. L'entreprise estime que cette technologie pourrait non seulement permettre de réduire le poids d'une voiture, mais également d'augmenter la fiabilité de son moteur.

Ferrari, en particulier, a exploré diverses poudres d'alliage d'acier qu'elle pourrait utiliser pour fabriquer des pistons imprimés en 3D. L'entreprise souhaitait s'éloigner des poudres d'alliage d'aluminium couramment utilisées et s'appuyer plutôt sur un alliage d'acier capable de mieux résister à la déformation sans se briser sous des températures extrêmes. Bien que l'alliage d'acier puisse être plus lourd, Ferrari peut incorporer des conceptions de treillis permettant d'économiser du poids, comme un motif en nid d'abeille, pour gagner du poids tout en conservant la résistance de la pièce.

Ferrari n'est pas le seul à explorer l'impression 3D pour la conception de moteurs, mais il est l'un des plus vocaux à ce sujet.

Le concept de cerceau de rouleau imprimé en 3D développé par 3T AM, anciennement 3T RPD. (Image gracieuseté de 3T AM.)

L’impression 3D et la F1 ont peut-être élargi leurs relations ces dernières années, mais avant que la technologie ne devienne un pilier, les équipes devaient savoir que l’impression 3D pouvait offrir les avantages vantés. Eh bien, en 2012, 3T AM, anciennement 3T RPD, a contribué à cet effort et a démontré les avantages de l'impression 3D métallique à la F1 en produisant son propre concept de cerceau de rouleau imprimé en 3D.

Le cerceau de roulement en titane utilisait un alliage de titane Ti6Al4V et une conception de treillis personnalisée de Within Technologies pour économiser 2 kg de poids. La conception a été optimisée à l'aide du logiciel Within Enhanced, y compris l'incorporation de parois minces avec une structure interne en treillis, pour créer la résistance structurelle nécessaire pour protéger la tête du conducteur lors d'un roulis du véhicule.

Les équipes de F1 ont eu des retours positifs sur l'arceau de sécurité et celui-ci a depuis été intégré à certaines voitures de F1.

Une image conceptuelle de la pédale de frein imprimée en 3D d'EOS. (Image fournie par EOS.)