Pour l’impression 3D, et tout particulièrement le segment métal, 2023 se dessine comme une année charnière et historique. Tandis qu’une entreprise spatiale américaine (Relativity Space) s’apprête à faire décoller une fusée presque entièrement imprimée en 3D (85 %), son équivalent terrestre, la start-up Divergent, avance à pas sûr dans sa quête de voiture elle aussi fabriquée quasi intégralement de manière additive.
Il y a quelques jours, sa filiale, le constructeur automobile Czinger Vehicles, a dévoilé le fruit d’un partenariat avec la société Xtrac, un fabricant spécialisé dans les boîtes de vitesses pour le sport automobile. Le résultat de ce rapprochement est une boîte de vitesses à la fois optimisée sur le plan topologique et fabriquée par impression 3D.
Si vous ne connaissez pas Czinger, ce jeune constructeur automobile a été fondé par Kevin et son fils Lucas Czinger, tous deux à la tête de sa maison mère Divergent. Basée à Los Angeles, rappelons que cette dernière s’était faite connaître en 2015 pour sa Blade, une supercar dont le châssis contenait certains éléments imprimés en 3D. Pour cela, la société a développé une solution numérique de bout en bout appelée DAPS (pour Divergent Adaptive Production System), dans l’optique de fabriquer des châssis métalliques allégés grâce à l’utilisation de tubes de carbone reliés entre eux par le biais de fixations imprimées en 3D.
La technologie et l’entreprise ayant beaucoup mûri depuis, le système de Divergent a évolué vers quelque chose de plus ambitieux encore, qui a pour but de concevoir et de fabriquer des automobiles presque entièrement. L’idée portée par la société est de produire des voitures moins chères, plus économes en carburant grâce à l’allègement de leur composants, et de qualité supérieure. Le nombre de pièces fabriquées de manière additive par Czinger ne cesse d’augmenter. À ce jour, sa supercar 21 C en compte déjà plus de 350. Parmi elles de nombreux éléments du châssis, des bras de suspension arrière, des étriers de freins…
« Xtrac est heureux d’être à l’avant-garde de la fabrication de boîtes de vitesses en créant ces boîtiers imprimés en 3D »
Hypercar Czinger 21 C développée par Divergent (crédits photo : Czinger)
Châssis et différents éléments de la structure automobile de l’hypercar 21C, conçue et imprimée grâce à la solution DAPS de Divergent (crédits : Czinger)
Protégée par 500 brevets, sa solution logiciel-matériel « DAPS » repose non seulement sur un logiciel et un système d’assemblage automatisé propriétaires, mais aussi des matériaux, y compris les alliages et des polymères. Quant à la partie additive, Divergent s’appuie sur un mastodonte dénommé NXG XII 600, un système d’impression 3D métal très grand format. De type de SLM cette machine industrielle se distingue notamment par ses douze lasers de 1 KW capables de fonctionner simultanément. Séduit par les performances de cette plateforme spécialement conçue pour être utilisée dans la production en série ainsi que pour l’impression de grandes pièces, Divergent a fait l’acquisition de 6 systèmes.
Bien que cela ne soit pas précisé, il se pourrait que ce soit à partir de ce même système qu’a été imprimée la boîte de vitesse. Contrairement à celle développée par Rodins Car et 3D Systems, fabriquée à partir de titane, celle de Czinger, plus exactement le carter, ainsi que plusieurs éléments internes, ont été imprimés dans un alliage d’aluminium propriétaire.
Une première mondiale selon Ewan Baldry, ingénieur en chef chez Czinger Vehicles. Celui-ci précise que la dite pièce a déjà été installée dans leurs voitures prototypes de validation Czinger 21C et Vmax. Côté performance, la boite de vitesse comporte plusieurs spécificités, dont 7 rapports semi-séquentielle et un actionnement de l’engrenage à double barillet. Grâce à ce dernier, le transfère la puissance des roues avant électriques aux roues arrière alimentées par le moteur à combustion se ferait de manière plus fluide. « Des changements de vitesse inférieurs à 100 ms combinés au mélange de la puissance électrique de l’essieu avant permettent des changements de vitesse faciles pour une conduite haute performance. » ajoute Czinger Vehicles.
« Ce que nos ingénieurs Xtrac ont accompli en tandem avec Czinger et Divergent est révolutionnaire. Xtrac est heureux d’être à l’avant-garde de la fabrication de boîtes de vitesses en créant ces boîtiers imprimés en 3D. Ce fut extrêmement intéressant et très stimulant pour nos ingénieurs de travailler en étroite collaboration pour donner vie à cette innovation de pointe » , déclare Adrian Moore, CEO de Xtrac.
Avant d’arriver à son but ultime qu’est de produire des véhicules pour le grand public, Divergent solution expérimente sa technologie sur les voitures de sport et de luxe. Selon Lukas Czinger, la fabrication additive autorise des pièces plus légères, plus aérodynamiques et potentiellement plus solides. L’autre bénéfice, bien sûr, se situe sur le plan environnemental. L’intérêt étant de produire des voitures plus économes en carburant.
Bien sûr, les atouts de la solution développée par Czinger ne manquent pas de susciter l’intérêt des constructeurs. À ce jour, ce sont déjà huit marques automobiles qui l’utilisent déjà. Pour le moment, la seule que l’entreprise a accepté de nommer est Aston Martin. En fin d’année, six principaux groupes OEM mondiaux viendront s’ajouter à cette liste.
