Bugatti : son étrier de frein imprimé en 3D à l’épreuve du feu

test d'un étrier de frein fabriqué par impression 3D

L’utilisation de l’impression 3D dans l’automobile s’extirpe peu à peu de ses premières applications. Au-delà du prototypage et des pièces d’outillage en plastique, les plus grands noms de l’automobile explorent cette technologie pour produire des pièces très critiques en métal pour la sécurité. L’exemple le plus parlant nous avait été fourni l’année dernière par Bugatti qui était parvenu à imprimer un étrier de frein en titane pour sa Chiron. Une première mondiale.

En décembre dernier, le prestigieux constructeur alsacien a publié une vidéo démontrant la résistance exceptionnelle de son étrier de frein imprimé en 3D. On peut y voir ladite pièce passée au banc d’essai, dans des conditions de freinage à très haute vitesse. Fixé sur un disque en carbone céramique tournant à 400 km/h, l’étrier en titane parvient à supporter de températures jusqu’à 1 000 °C.

Au-delà du spectacle pyrotechnique, la performance est réelle. Les instruments de mesure indiquent une résistance à la traction de 1 250 N/mm2, ce qui signifie que la pièce peut être soumise à une traction d’environ 127 kg par millimètre carré sans provoquer de rupture du matériau. Selon le groupe Volskwagen, son étrier imprimé en 3D serait capable de faire ralentir la Bugatti Chiron de 100 à 0 km/h en seulement 2,5 secondes.

étrier de frein imprimé en titane

étrier de frein passé au banc d'essai

Réalisé en collaboration avec l’institut scientifique allemand Laser Zentrum Nord de Hambourg, cet étrier de frein de 45 cm est le plus grand composant fonctionnel jamais imprimé avec du titane. Le monobloc à 8 pistons a demandé en tout 45 heures d’impression et 2213 couches de titane imprimées sur un système de type DMLS.

Une fois l’impression terminée, la pièce subit 10 heures de cuisson au four, de manière à limiter les contraintes résiduelles et garantir la stabilité dimensionnelle du composant. Puis la pièce est polie à l’aide d’un procédé mécanique et physico-chimique pour améliorer sa résistance. Le résultat final est un étrier de frein 40 % plus léger que l’original en aluminium, soit seulement 2,9 kg contre 4,9 kg. Les premiers essais de production en série sont annoncés pour le premier semestre 2019.

L’impression 3D métal continue de gagner du terrain dans le secteur automobile. Il y a quelques jours, c’est le géant américain Ford qui présentait la plus grande pièce métallique imprimée en 3D jamais installée sur un véhicule en fonctionnement. Il s’agissait d’un collecteur d’admission destiné à un Hoonitruck de 914 chevaux.