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Dakar 2021 : quand Prodrive mise sur l’impression 3D carbone pour sa buggy

Prodrive met de l'impression 3D carbone dans sa buggy

Prodrive met de l’impression 3D carbone dans sa buggy

L’impression 3D ne cesse de faire parler d’elle dans le secteur automobile. Rares sont les constructeurs qui ne se soient pas encore penchés sur cette méthode pour accélérer leur cycle de développement ou gagner en performance sur des pièces d’utilisation finale. Dans un article publié plus tôt cette année sur l’utilisation de la fabrication additive sur le Dakar 2021, Primante3D vous racontait comment AddUp et le pilote français Romain Dumas, avaient collaboré pour réaliser certaines pièces en métal de son véhicule. Non des moindres, puisqu’il était question de tour de levier, de pommeau de vitesse et de pédales.

Comment chacun peut l’imaginer, Romain Dumas n’est pas le seul concurrent à avoir pris le départ avec des pièces imprimées en 3D. Dans un récent communiqué, le fabricant d’imprimantes 3D MakerBot révélait comment Prodrive, un groupe britannique leader dans le domaine du sport automobile et de l’ingénierie de pointe, avait recouru à sa technologie pour son tout terrain BRX Hunter T1. Conçu sous la bannière de Bahrain Raid Xtreme (BRX), et confié aux mains expertes de Sébastien Loeb, le buggy a couru les pistes ensablées avec une trentaine de pièces imprimées en 3D.

Ingénieur en chef chez Prodrive, Paul Doe raconte comment la MakerBot METHOD X®, une imprimante 3D qui lui avait été recommandée par DSM, un fournisseur mondial de matériaux en fibre de carbone, a permis à son équipe de prototyper et d’imprimer rapidement et facilement les pièces dont elle avait besoin, ainsi que d’expérimenter différentes applications, sur le terrain et en dehors.« La liste des avantages de l’utilisation de la MakerBot METHOD X par rapport à une production normale est très longue, comme la vitesse et la réactivité. Lorsqu’il s’agit de concevoir des pièces sur la voiture, la première pensée est souvent d’imprimer une pièce sur l’imprimante 3D pour voir ce que cela donnerait. La possibilité d’essayer la pièce avant de s’engager dans le produit final nous permet d’apporter des modifications facilement et rapidement. Cette itération rapide nous permet également de rester proches de notre calendrier de production, tout en économisant beaucoup d’argent », commente Paul Doe.

Avec deux imprimantes 3D METHOD X, l’équipe BRX a pu concevoir certaines pièces à l’usine au Royaume-Uni ainsi que sur le site du Rallye.

« nous avons pu imprimer des pièces en fibre de carbone en nylon qui peuvent atteindre des températures très élevées »

Support de buse imprimé en 3D pour le système d'extinction d'incendie du cockpit

Support de buse imprimé en carbone pour le système d’extinction d’incendie du cockpit (crédits photo : carbone)

L’équipe BRX indique avoir utilisé la METHOD X pour imprimer au total plus de 30 pièces sur le Hunter T1, dont un support pour un capteur de position de suspension et un support de buse pour le système d’extinction d’incendie du cockpit. Le capteur de position de la suspension a permis aux ingénieurs d’examiner les performances de l’amortisseur, la dynamique du véhicule, l’alignement des roues, l’arbre de transmission, et plus encore. Le capteur génère des données et relaie les informations à l’équipe pour une meilleure analyse, qui peut ensuite être utilisée pour améliorer les performances du véhicule.

Le système de montage a été imprimé avec un filament nylon chargé en fibres de carbone. De l’observation, aux mises à jour et aux renforcements du design dans le camion, jusqu’au lancement de la production sur la METHOD X, l’ensemble du processus pour obtenir le support de suspension parfait n’aurait pris qu’une heure et demie. Avec la nouvelle pièce dans les mains, l’équipe était prête à l’installer sur la voiture et à continuer à collecter des données.

Là où les plastiques FDM traditionnels atteignent vite leur limite par apport aux températures et contraintes mécaniques, la fibre de carbone a parfaitement répondu au cahier des charges : « C’était nouveau pour nous. Dans le passé, nous avons utilisé la fabrication additive, mais nous n’avions pas la capacité de le faire aussi immédiatement », a déclaré M. Doe. « En outre, les matériaux que nous avons utilisés sur la METHOD X, en particulier la fibre de carbone en nylon, ont présenté des performances supérieures à celles que nous avions connues les années précédentes. Il y a beaucoup de pièces dans la voiture, comme les baies de moteur et le côté des roues près des freins, où les environnements atteignent jusqu’à 120°C et où les matériaux FDM traditionnels commencent à avoir des difficultés, ce qui nous oblige à revenir à l’aluminium qui est coûteux. Dans ce cas, nous avons pu imprimer des pièces en fibre de carbone en nylon qui peuvent atteindre des températures très élevées. La METHOD X nous ont vraiment ouvert l’accès à de nombreuses nouvelles applications. »

En utilisant la fibre de carbone en nylon, l’équipe BRX a également imprimé un support léger pour l’une des buses du système d’extinction d’incendie situé au centre du cockpit. En raison de la taille des voitures, chaque véhicule a été équipé de deux systèmes d’extinction d’incendie. Avec un moteur turbo extrêmement chaud, un réservoir de carburant de 500 litres et d’autres matériaux hautement inflammables, l’extinction des incendies est essentielle. Normalement, l’équipe aurait dû créer cette buse à partir de métal lourd traditionnel, comme l’acier ou l’aluminium, ce qui peut prendre beaucoup de temps et être coûteux. La fibre de carbone, de par sa solidité, sa résistance à la chaleur, sa rigidité et sa légèreté, s’est montrée comme la meilleure alternative au métal.

« Nous voulions nous éloigner le plus possible du support en aluminium plié typique, et avoir plutôt une sensation plus premium dans le cockpit. La METHOD X nous a permis d’expérimenter un nouveau type de buse. Le support imprimé était un bel équilibre entre forme et fonction. En fait, il était 10 fois plus beau que ce que nous avions dans le passé, et sans coûts exorbitants. », a conclut M. Doe.

support imprimé en 3D pour un capteur de position de suspension

Capteur de position de suspension imprimé en carbone (crédits photo : carbone)

Alexandre Moussion