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Formule 1 : jusqu’à 9 000 pièces imprimées en 3D/an par McLaren

voiture de Formule 1 McLaren

Image par Guy de Pixabay

Toujours plus populaire dans le secteur automobile, l’impression 3D progresse discrètement mais sûrement chez les constructeurs de Formule 1. S’il est bien un sport mécanique où l’innovation joue un rôle prépondérant dans les résultats de course, c’est bien celui-ci. Car aussi grande soit la dextérité de ses pilotes, elle ne fait pas tout. Qu’il s’agisse de vitesse ou de temps passé sur piste, les écuries doivent redoubler d’ingéniosité pour améliorer les performances de leur véhicule. Pour se faire, leurs équipes d’ingénieurs jouent sur un nombre incalculable de variables : l’aérodynamisme, les charges de carburant, l’usure des pneus, les performances des moteurs, ou encore la vitesse de ravitaillement.

Dans cette quête effrénée à la performance, l’impression 3D est devenue un outil presque comme un autre pour la Formule 1. Après qu’Alpha Romeo ait communiqué plus tôt cette année sur ses ailerons optimisés de manière additive, son homologue McLaren Racing nous donne une idée plus précise quant à l’ampleur prise par cette technologie dans ce sport. Selon l’écurie britannique, se sont désormais plus de 9 000 pièces par an qui seraient imprimées par ses ingénieurs. Une utilisation dont on apprend qu’elle porte plus exactement sur des programmes d’ailes avant et arrière, ainsi que de grandes parties de la carrosserie latérale et du haut de caisse.

Si McLaren a fait de la fabrication additive un allié de poids, c’est qu’elle en tire de nombreux bénéfices. Sur ce point, le constructeur révèle avoir fait d’importants progrès dans l’optimisation de l’aérodynamisme de ses véhicules lors des essais en soufflerie grâce à la précision des pièces produites en 3D. Le temps de production des pièces a également été considérablement réduit. Les grandes pièces, comme les modèles réduits de haut de caisse par exemple, peuvent être produites en trois jours seulement.

Des économies qui dans un contexte de baisse significative du budget décidé par la FIA (Fédération internationale de l’automobile), sont particulièrement bienvenues pour l’écurie britannique. Alors que le secteur est en proie à l’incertitude et qu’aucun revenu n’a été perçu pendant la pandémie de Covid-19, l’instance a décidé de ramener le plafond budgétaire de 175 à 145 millions de dollars pour sa première année d’exploitation en 2021, puis à 140 et 135 millions de dollars pour 2022 et 2023, respectivement.

« Je ne saurais trop insister sur l’importance de ces avantages en Formule 1, où les délais pour livrer les voitures à la prochaine course sont extrêmement serrés »

Pièces de soufflerie imprimées en 3D via le système NEO800

Pièces de soufflerie imprimées en 3D via le système NEO800 (crédits photo : Stratasys)

Pour parvenir à de tels résultats, l’écurie britannique révèle s’être appuyée sur des imprimantes 3D résines SLA. Plus exactement le système Neo800 de Stratasys. Une technologie d’impression 3D grand format qui a fini par tomber entre les mains du géant américain suite au rachat du fabricant britannique RPS. Selon McLareen, la Neo 800 serait particulièrement efficace pour les essais en soufflerie. L’écurie utilise des modèles réduits à 60 % pour optimiser l’ensemble aérodynamique et augmenter la déportance (et donc l’adhérence), et équilibrer les charges aérodynamiques avant et arrière de la voiture.

« Les essais en soufflerie restent essentiels pour évaluer le comportement de chaque surface, qu’il s’agisse d’un assemblage ou d’une voiture complète », explique Tim Chapman. « Nos imprimantes 3D de la gamme Neo nous ont permis de réduire considérablement les délais de production de nos composants et projets aérodynamiques en soufflerie. »

Côté matériaux, on apprend que les ingénieurs s’appuient sur la Somos® PerFORM Reflect, une résine qui a spécialement conçue pour les modèles de soufflerie. L’autre particularité importante de celle-ci, est qu’elle permet l’impression de pièces solides et rigides qui réduisent de 30 % la durée du post-traitement.

Tim Chapman explique : « Nous constatons que les composants haute définition issus de nos machines Neo ne nécessitent qu’une finition manuelle minimale, ce qui permet un passage beaucoup plus rapide en soufflerie. En plus de la vitesse, nous pouvons maintenant produire des pièces de soufflerie avec une précision, des détails et une finition de surface remarquables, ce qui nous a permis d’optimiser les essais et de trouver des idées novatrices pour améliorer les performances. » Avant de conclure : « Je ne saurais trop insister sur l’importance de ces avantages en Formule 1, où les délais pour livrer les voitures à la prochaine course sont extrêmement serrés et où la moindre itération de conception peut faire toute la différence entre gagner, perdre ou gagner des places sur la grille. »

Alexandre Moussion