Le pilote français Romain Dumas et son buggy DXX équipé de pièces métalliques imprimées en 3D (crédits photo Novasud)
L’impression 3D continue de faire ses preuves dans le secteur de la course automobile. Le plus souvent utilisée pour produire des pièces prototypes ou des modèles de voitures à l’échelle, son recours pour des pièces d’utilisation finale devient de plus en plus fréquent. Si la Formule 1 reste de loin son plus grand utilisateur, d’autres courses automobile comme le rallye du Dakar, savent aussi tirer parti des avantages des technologies de fabrication additive. Preuve en est cette année, la présence de pièces métalliques imprimées en 3D sur le buggy DXX de Romain Dumas.
Actuellement engagée sur la deuxième édition saoudienne du Dakar démarrée ce week-end, ce pilote officiel Porsche depuis 2004, n’a pas hésité à renouveler sa confiance envers la fabrication additive pour réaliser certaines pièces stratégiques de son véhicule. Vainqueur de la célèbre course de “Pikes Peak“ (USA) avec une voiture équipée de porte-moyeux imprimés en 3D par Poly-Shape, filiale d’AddUp, le champion français a réitéré sa collaboration avec la société pour réaliser cette fois-ci un levier de commande de boîte de vitesses.
Pour supporter l’extrême rudesse de cette course marathon, partagée entre dunes et étendues désertiques, Polyshape a choisi un métal des plus robustes, le titane (Ti6Al4V). Contrairement aux leviers traditionnels constitués de plusieurs pièces assemblées entre elles, l’utilisation de la fabrication additive a permis de fabriquer le levier en un seul bloc. Ainsi, il a été possible d’intégrer les passe-câble des faisceaux qui alimentent les jauges de contrainte installées sur le levier de commande de boîte de vitesse, ce qui permet une meilleure ergonomie et la suppression de tout risque de gêner le pilote pendant sa conduite.
Un gain de poids de 60 % et un pommeau adapté à la forme exacte de la main du pilote
Ce levier imprimé en 3D est aussi extrêmement léger. Les ingénieurs de Poly-Shape expliquent avoir utilisé la méthode de l’optimisation topologique qui consiste à placer de la matière seulement là où elle est nécessaire, pour obtenir le meilleur compromis entre masse et robustesse, soit un gain de poids de 60 % par apport à la pièce d’origine.
La tour du levier n’est pas la seule partie avoir ainsi été optimisée. Le pommeau de vitesse qui a déjà un design sur-mesure en reprenant la forme de la main de Romain Dumas pour une meilleure préhension, est totalement creux, ce qui a encore permis de gagner de la masse. « Dans une course off-road, il est essentiel de bien avoir en main son levier de vitesse soumis à de nombreux soubresauts et à des manipulations continuelles.» Commente Poly-Shape. « Celui-ci est ergonomique, grâce à un pommeau de forme creuse, adapté à la forme exacte de la main du pilote, pour une meilleure préhension et donc un pilotage plus naturel et optimisé. » Commente Poly-Shape.
D’autres pièces additives ont été embarquées dans le buggy, parmi lesquelles trois pédales (d’embrayage, de frein et d’accélérateur. Grâce à l’impression 3D, les experts de Poly-Shape expliquent avoir repensé leur design en anticipant les forces qui sont exercées par le pilote pendant la course et en rajoutant un effet grip pour éviter de glisser sur la pièce. À nouveau, un gain important de poids a pu être observé, soit une moyenne de 42% par rapport aux pédales d’origine, mais aussi une robustesse plus forte car imprimées en alliage de Titane.
Jeu de pédales imprimé en 3D (crédits photos Poly-Shape)
Enfin, la dernière pièce installée sur le buggy est une rotule d’échappement. Réalisée en Inconel®, on apprend que cette pièce équiperait déjà des voitures qui participent au championnat de Rallycross WRX. En effet, Pipo Moteurs, société d’ingénierie et fabricant de moteurs pour des voitures qui évoluent notamment dans l’actuel championnat du monde WRX, avait cherché une solution pour remplacer des soufflets de ligne d’échappement qui ont souvent tendance à casser et potentiellement causer des incendies pendant une course. Les ingénieurs de Pipo Moteurs ont donc contacté Poly-Shape, avec qui ils collaborent depuis de nombreuses années, pour optimiser la conception d’une rotule afin qu’elle soit fabriquée en impression 3D métal, exclusivement.
Les rotules nommées “PSPM“ sont conçues en CAO en collaboration entre les bureaux d’études de Pipo Moteurs et de Poly-Shape, afin de répondre d’une part aux contraintes géométriques, mécaniques et thermiques imposées par les moteurs, et d’autre part aux contraintes de fabrication par impression 3D métal. « La maîtrise des phénomènes de dilatation et de la technologie additive par AddUp, ont permis de maîtriser le jeu fonctionnel entre les deux parties de la rotule qui est imprimée en une seule opération, avec un très bon état de surface. » Conclut Polyshape.
