L’époque où l’impression 3D était strictement reléguée au prototypage est bien révolue. Les constructeurs automobiles recours de plus en plus à cette technologie pour des pièces d’utilisation finale. À tel point que selon SmarTech Analysis, l’impression 3D automobile pourrait même générer 9 milliards de dollars de revenus en 2019 provenant de la seule production de pièces finies, contre « seulement » 1,39 milliard en 2019. Une tendance que l’on retrouve jusqu’aux pièces les plus critiques tels que des composants de moteurs. Ce que nous démontre Rodin Cars, un fabricant néo-zélandais spécialisé dans les voitures de course ultra-performantes, qui a récemment révélé comment la fabrication additive métallique l’avait aidé à produire les pièces de sa prochaine hypercar, la Rodin FZero.
Pour cette entreprise, la fabrication additive se veut d’autant plus pertinente, qu’elle conçoit et fabrique des véhicules hautes performances et entièrement sur-mesure. Rodin Cars révèle que parmi les centaines de pièces métalliques fabriquées de manière additive pour la Rodin FZero, se trouve notamment une boîte de vitesses séquentielle (à 8 rapports) dotée d’un différentiel à commande hydraulique. Un composant entièrement personnalisé qui selon l’intéressé ne pouvait être produit que par fabrication additive.
« La fabrication additive permet aux leaders de repousser leurs limites et de se démarquer », a déclaré Kevin Baughey, chef de segment, transport et sports mécaniques, 3D Systems. « En tant que constructeur de véhicules automobiles hautes technologies et ultra-performants, Rodin Cars fournit des véhicules sans équivalents à ses clients. C’est la preuve éclatante que la fabrication additive permet non seulement de produire des pièces qui ne pourraient pas être créées par les méthodes traditionnelles, mais aussi de produire un véhicule plus léger, plus durable et plus esthétique. C’est le savant mélange de l’art du design et de la science des hypercars et des sports mécaniques. »
« nous avions des critères spécifiques que nous voulions respecter en termes de poids et de durabilité »
Le projet de Rodin Cars remonte à 2019, année durant laquelle le constructeur a développé sa première voiture de course haute performance, la Rodin FZed. Le véhicule était alors équipé d’une boîte de vitesses conçue par Ricardo, une société d’ingénierie basée au Royaume-Uni. Souhaitant aller encore plus loin et concevoir une nouvelle boîte de vitesses avec rapports et des différentiel spécifiques, le fabricant s’est tourné vers la fabrication additive, la seule méthode qui permettait selon lui de réaliser directement les galeries internes et les structures de roulement et de montage à parois minces (2 mm) de la boîte de vitesses.
Pour accoucher de la nouvelle boîte de vitesses, Rodin Cars et Ricardo ont planché pendant 18 mois sur le design, l’un travaillant sur les carters et l’autre des éléments internes. On apprend que les ingénieurs de Rodin Cars ont également été aidés par les membres de l’Application Innovation Group (AIG) de 3D Systems à Littleton, Colorado, et de Louvain, en Belgique.
Il faut savoir qu’habituellement une boîte de vitesses est coulée en magnésium ou usinée à partir d’une billette. Pour cette raison, la pièce est longue à produire, mais aussi plus lourde et peu résistante aux rigueurs du circuit. C’est ce que a motivé Rodin Cars à se tourner vers la fabrication additive et à choisir le titane comme matériau d’impression 3D, un métal à la fois compact, léger, solide et durable. Il convient de noter que la boite de vitesse a été imprimée en une seule fois sur la DMP Factory 500 de 3D Systems, une imprimante 3D métal pouvant produire de grandes pièces jusqu’à 500 mm x 500 mm x 500 mm.
« L’impression 3D nous permet de concevoir et de créer des composants autrement irréalisables avec les méthodes de fabrication traditionnelles. » Affirme David Dicker, le fondateur de l’entreprise néo-zélandaise. « Avec la boîte de vitesses de la Rodin FZERO, nous avions des critères spécifiques que nous voulions respecter en termes de poids et de durabilité. En raison de la taille et de la qualité requises pour un composant aussi important, il n’était possible de l’imprimer que sur la machine DMP Factory 500 de 3D Systems. Nous n’avons pas pu trouver un autre fournisseur capable d’offrir une solution similaire à nos besoins – la qualité d’impression, la capacité de volume, les installations d’essai à Louvain et le support technologique continu. »
La fabrication additive de pièces finies dans secteur automobile prend de l’ampleur alors que l’électrification de nos véhicules est une tendance qui se développe rapidement. Les constructeurs sont de plus en plus nombreux à s’appuyer sur ce procédé pour réduire les temps et coût de fabrication de leurs véhicules électriques, mais aussi alléger leur poids total, l’une des clefs de leur autonomie. Tandis que Porsche dévoilait en décembre dernier son premier boîtier complet pour moteur électrique, plus surprenant encore, le fabricant américain Sakuu a récemment officialisé une technologie d’impression 3D hybride permettant d’imprimer des batteries personnalisées et durables pour l’e-mobilité.
