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La poudre d’aluminium du français Constellium autorisée à être utilisée dans les Formule 1

Antenne de satellite imprimé avec l'alliage Aheadd® CP1 de Constellum

Antenne de satellite imprimé avec l’alliage Aheadd® CP1 de Constellium (crédits photo : Constellium)

La fabrication additive continue de prendre des gallons dans le secteur du sport automobile. Cette fois-ci c’est un français, le groupe Constellium, qui s’est illustré. Spécialisée dans la fabrication de produits en aluminium, l’entreprise tricolore vient de franchir une nouvelle étape pour sa poudre de fabrication additive Aheadd® CP1. Un alliage d’aluminium qui a été officiellement autorisé pour les pièces des voitures de course de Formule 1.

La Formule 1, ou plus exactement la Fédération Internationale de l’Automobile (FIA), l’autorité qui régit le sport automobile mondiale, a donc ajouté une nouvelle poudre d’impression 3D métallique à sa liste très sélective de matériaux. Un événement suffisamment rare pour le souligner, puisque la dernière qualification d’un matériau de fabrication additive pour la Formule 1 remonte à trois ans. Il s’agissait de la poudre Scalmalloy® développée par APWORKS du groupe Airbus. Un matériau d’impression 3D métallique haute performance fabriqué à partir de scandium (SC), d’aluminium (Al) et d’alliage de magnésium (M) (ALLOY).

Dédié à alimenter les systèmes d’impression 3D métal à fusion laser sur lit de poudre (PBF), l’Aheadd® CP1 est un alliage haute performance composé d’Aluminium-Fer-Zirconium. Sa résistance et sa ductilité élevées, ainsi que son excellente conductivité thermique et électrique, en font un matériau idéal pour les nouvelles conceptions ou le remplacement de composants imprimés en titane ou en acier. Constellium parle de composants haute performance, allant des échangeurs de chaleur très complexes à des pièces structurelles.

Il faut savoir que pour valider sa poudre métallique, Constellium fait appel à son compatriote Poly-Shape. Racheté par AddUp, la co-jointure de Michelin et Fives, ce service d’impression 3D peut compter sur un parc de 50 machines multi marques.

« Nous sommes fiers que notre poudre d’aluminium haute performance pour la fabrication additive soit approuvée pour une utilisation sur les voitures de course de Formule 1 »

Collecteur hydraulique imprimé avec l'Aheadd®

Collecteur hydraulique imprimé avec l’Aheadd® (crédits photo : Constellium)

L’autre particularité de l’Aheadd® CP1 est qu’il permet de répondre aux contraintes métallurgiques liées à une solidification rapide. En outre, l’absence de magnésium ou de zinc (volatils), a pour effet de réduire les fumées et d’améliorer la stabilité du bain de fusion. Son autre atout enfin, et non des moindres, est qu’il permet un post-traitement simplifié. Aucun traitement de trempe ou de mise en solution n’est nécessaire pour obtenir des propriétés mécaniques homogènes.

« Nous sommes fiers que notre poudre d’aluminium haute performance pour la fabrication additive soit approuvée pour une utilisation sur les voitures de course de Formule 1 », a déclaré Alireza Arbab, responsable de l’équipe de fabrication additive chez Constellium C-TEC. « Nos clients peuvent désormais développer une large gamme de composants haute performance, allant d’échangeurs de chaleur très complexes à des pièces structurelles. Les avantages comprennent des conceptions auparavant impossibles, des pièces rentables, une réduction du temps d’utilisation de la machine et un meilleur retour sur investissement. »

Quelques jours après Constellium, il se trouve qu’un autre fournisseur de poudre additive a lui aussi reçu le feu vert de la F1. HRL Laboratories LLC, une entreprise californienne détenue par Boeing Company et General Motors, spécialisée dans la recherche sur les capteurs et les matériaux, l’électromagnétisme appliqué et la microélectronique, a réussi à ce que son aluminium haute résistance 7A77 soit approuvé par la Fédération internationale de l’automobile (FIA) pour une utilisation dans les voitures de course.

Développé au HRL depuis 2014, le 7A77 a été pour la première commercialisé en 2019. Les chercheurs du laboratoire américain auraient en fait cherché à créer une version imprimable de l’Al-7075, un alliage d’aluminium corroyés, traditionnellement non soudable et couramment utilisé pour les applications structurelles à fortes contraintes. Utilisés depuis des décennies, et essentiels pour de nombreux produits, que ce soit dans le sport ou l’aéronautique, ces alliages connus pour leur résistance et leurs ajouts d’alliage peu coûteux, ne pouvaient jusqu’ici être imprimés en 3D.

« La Formule 1 est connue pour repousser sans cesse les limites du possible, et la fabrication additive lui permet de le faire en concevant des structures entièrement optimisées. Ils peuvent désormais utiliser notre alliage 7A77, dont la limite d’élasticité est de 530 MPa, soit la résistance la plus élevée de tous les alliages d’aluminium utilisés en fabrication additive » , a déclaré Toby Schaedler, directeur du département HRL.

Alexandre Moussion