Les 5 avantages de la fabrication additive pour l’industrie automobile/sport automobile
1. Un prototypage plus rapide
La construction de prototypes ayant les mêmes propriétés que leur contrepartie finale est primordiale lors de la construction de composants de voitures de course. Cela permet de réduire à la fois les délais et les coûts de production, ce qui fait de l’impression 3D la solution idéale pour atteindre cet objectif. Grâce à sa rentabilité, la fabrication additive constitue un moyen fiable de valider les pièces avant qu’elles ne soient produites en masse. Elle permet de s’assurer que chaque composant répond à toutes les exigences de sécurité tout en respectant les contraintes budgétaires.
Des règlements stricts pour les équipes de Formule 1 sont toujours établis par la FIA (Fédération Internationale de l’Automobile), l’organe directeur du sport automobile. Par conséquent, les ingénieurs doivent rapidement concevoir et créer de nouvelles voitures chaque année afin de rester compétitifs. Pour garantir leur succès, il est essentiel que les équipes mettent ces prototypes en production le plus rapidement possible après leur conception.
Grâce à l’impression 3D, les ingénieurs peuvent fabriquer des pièces rapidement sans le fastidieux processus de conception et de création d’un modèle et d’un moule au préalable. Cette technologie fonctionne grâce à des fichiers CAO numériques qui sont transmis à la production instantanément par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles. Il n’est donc pas surprenant que cette forme de fabrication prenne de l’ampleur à mesure que les entreprises recherchent des moyens plus efficaces de produire des composants.
Par exemple, l’équipe de base Williams F1 a pu envoyer plus de 2 000 pièces imprimées en 3D chaque mois grâce à l’utilisation de ce processus. Ce chiffre aurait été impossible à atteindre si ces pièces avaient été produites à l’aide de méthodes de fabrication traditionnelles.
2. Une plus grande souplesse de conception
L’impression 3D permet d’apporter des modifications rentables aux composants, ce qui fait gagner du temps et de l’argent aux concepteurs. Grâce aux possibilités d’ajustements rapides et à l’impression rapide, les ingénieurs peuvent repérer les erreurs plus rapidement et modifier les conceptions en moins de temps.
L’obtention d’un aérodynamisme optimal est primordiale dans la conception d’une voiture de course, ce qui nécessite une coque élégante. Cela pose un problème lorsqu’il s’agit d’emballer les composants du véhicule qui permettent un accès pratique lors des arrêts au stand en raison de l’espace limité à l’intérieur. C’est pourquoi il est particulièrement important de relever le défi de l' »emballage » pour obtenir de bonnes performances en course.
En tirant parti de la puissance de l’impression 3D, les ingénieurs bénéficient d’un degré de liberté sans précédent pour expérimenter d’innombrables prototypes et créer les composants idéaux pour n’importe quel projet.
3. Amélioration des essais en soufflerie
L’impression 3D, une technologie de pointe, est devenue un outil indispensable pour créer des composants durables et précis que les essais en soufflerie peuvent utiliser pour évaluer les capacités aérodynamiques des voitures de course. En sport automobile, il s’agit d’utiliser les forces qui s’exercent sur un véhicule et d’en tirer parti pour gagner en vitesse, ce qui mène au succès. L’aérodynamisme est essentiel : l’utilisation d’outils avancés tels que l’impression 3D et les essais en soufflerie rendent cette tâche très facile !
Les équipes de Formule 1 n’ont souvent l’occasion de tester leurs voitures que quelques fois par an. L’utilisation de modèles de soufflerie est donc un moyen peu coûteux et plus rapide d’évaluer les composants d’une voiture. Ces essais consistent à placer un modèle de véhicule ayant 60 % de la taille de l’original sur un tapis roulant qui reproduit les conditions similaires (vitesse élevée, pression atmosphérique, etc.) qu’il subit pendant les courses réelles, en procédant à tous les ajustements nécessaires en cours de route.
Pour l’instant, l’impression 3D est principalement utilisée pour fabriquer les composants qui seront testés sur une réplique de voiture de course. Comparée à l’usinage et à la modélisation, la fabrication additive pour le secteur automobile offre un moyen plus rapide et plus rentable de produire des modèles pour les essais en soufflerie. De plus, si des modifications sont nécessaires à un moment ou à un autre du processus, l’impression 3D permet de générer plus facilement des pièces qui peuvent ensuite être immédiatement soumises à des essais en soufflerie – tout cela grâce à sa rapidité exceptionnelle !
Les écuries automobiles font largement appel à l’impression 3D SLS et SLA pour créer des composants tels que des ailes avant, des conduits de frein, des couvercles de suspension et des couvercles de moteur, ainsi que des conduits internes et des déflecteurs pour les mains qui sont testés dans une soufflerie. Par exemple, grâce à cette technologie, une écurie peut produire 200 à 300 pièces en plastique par jour ! La fabrication additive représente donc, pour les entreprises du secteur, une solution de choix pour garantir la réalisation rapide et efficace de ces composants.
4. Production rapide d’outils
La technologie de l’impression 3D change la donne pour les fabricants lorsqu’il s’agit de produire des équipements d’outillage, tels que des gabarits et des fixations ou des outils sacrificiels et composites. Ce processus efficace leur permet de créer des instruments personnalisés à des coûts inférieurs à ceux des méthodes de production traditionnelles, tout en réduisant considérablement les délais d’exécution.
Par exemple, l’utilisation de la technologie FDM pour produire des outils de stratification avec des matériaux haute performance tels que l’ULTEM permet d’accélérer le processus et de le rendre plus rentable. L’équipe de Formule 1 McLaren a tiré parti de ce processus lorsqu’elle a imprimé en 3D une grande extension de volet d’aile arrière et produit la pièce en ULTEM 1010 en seulement trois jours – une réduction incroyable par rapport à son délai d’exécution précédent. Cet exemple démontre non seulement l’importance croissante de l’AM dans tous les secteurs d’activité, mais aussi que ces technologies avancées sont devenues des éléments essentiels de la réussite.
Grâce à l’impression 3D, les équipes peuvent produire des outils au moment où elles en ont besoin, ce qui accélère les processus de fabrication et d’assemblage. En fait, certaines équipes ont même commencé à utiliser la fabrication additive pendant les courses afin de procéder à des ajustements de dernière minute, réduisant ainsi le coût des services de messagerie. Avec cette technologie innovante à leur disposition, le succès le jour de la course est encore plus accessible.
5. Amélioration des performances des pièces
Pour augmenter la vitesse, la fiabilité et la productivité des éléments des voitures de course, la fabrication additive représente un réel atout. L’aluminium et la fibre de carbone sont généralement utilisés comme pièces légères dans les courses automobiles en raison de leur faible masse. L’impression 3D facilitant la production, les équipes ont constaté une amélioration notable des performances de ces composants.
En utilisant l’impression 3D pour fabriquer des composants thermoplastiques et métalliques légers et complexes, les entreprises peuvent acquérir un avantage concurrentiel certain. Après tout, les économies de poids réalisées grâce aux pièces imprimées en 3D peuvent déterminer le succès ou l’échec d’un projet.
L’utilisation de l’impression 3D pour produire des pièces métalliques telles que des couvercles de piliers et des équipements de garage pour ses voitures. Des composants d’échappement, ainsi que des ensembles innovants d’entrée/sortie d’air du refroidisseur et du radiateur par voiture sont également créés grâce à ce processus.
Les défis de l’impression 3D dans les sports mécaniques
Malgré les progrès réalisés jusqu’à présent dans l’utilisation de l’impression 3D en Formule 1 et dans le sport automobile, de nombreux obstacles limitent encore son plein potentiel.
Garantir la reproduction de pièces identiques
Bien que les pièces imprimées en 3D puissent être incroyablement précises, les propriétés des matériaux et les dimensions finales peuvent fluctuer en fonction de la personne qui réalise le processus de fabrication additive. Lorsque les équipes externalisent tout ou partie de cette procédure, elles se confrontent au risque de ne pas obtenir exactement la même pièce à chaque fois.
Les nombreux avantages de la fabrication additive la rendent néanmoins incroyablement attrayante pour les entreprises de sport automobile, obligeant ces dernières à investir dans le développement de leurs propres capacités et à mieux contrôler les processus de production.
Assurer la formation des équipes
Bien que l’impression 3D existe depuis une vingtaine d’années, son adoption progressive dans l’industrie manufacturière et l’enseignement a fait que de nombreux concepteurs n’ont pas les compétences techniques nécessaires pour maîtriser cette forme de fabrication additive. Lorsqu’ils tentent d’utiliser les capacités d’impression 3D de leur entreprise, ils peuvent se trouver confrontés à certaines difficultés, en raison de leur manque d’expérience.
Pour que les sports mécaniques bénéficient des avantages de l’impression 3D, les entreprises doivent être prêtes à investir dans des programmes de formation qui leur permettront d’apprendre et de perfectionner leurs compétences.
Gérer une production constante
Les entreprises de sport automobile produisent de plus en plus de pièces et leur capacité d’impression 3D doit répondre à la demande. Certaines ont accumulé un parc impressionnant de 10 machines ou plus, capables de produire des milliers de composants et de prototypes chaque semaine. Le volume considérable associé à ces cycles de production nécessite toutefois un système de gestion des flux de travail complet afin de garantir la précision et l’efficacité. En l’absence d’un tel système, il devient de plus en plus difficile pour les entreprises de gérer la complexité d’opérations à si grande échelle.
La montagne quotidienne de demandes, le manque de visibilité et de traçabilité sur plusieurs sites font qu’il est très compliqué pour les équipes de suivre avec précision la progression des projets. Cette inefficacité nuit au bon déroulement des opérations.
Pour résoudre ce problème, il est donc judicieux d’automatiser autant que possible l’étape du flux de travail. Les logiciels conçus pour rationaliser les processus de flux de travail peuvent aider les entreprises de sport automobile à surmonter bon nombre de leurs problèmes de production par impression 3D. L’automatisation du processus de traitement des demandes, la planification des tâches et le suivi des pièces du début à la fin de la production ne sont que quelques-uns des avantages qui découlent de l’utilisation de flux de travail automatisés.
L’impression 3D pour les sports mécaniques : un avantage concurrentiel
Alors que le secteur des sports mécaniques s’efforce inlassablement d’améliorer les performances de ses voitures tout en se conformant à des lois sur les courses en constante évolution, l’impression 3D offre des avantages significatifs.
En utilisant cette technologie de pointe, les équipes pourront réduire considérablement le temps nécessaire au développement de nouveaux modèles et des pièces d’utilisation finale qui en résultent, ce qui présente de nombreux avantages. Plus la fabrication additive dans le secteur du sport automobile sera adoptée et les défis liés à sa pratique surmontés efficacement, plus nous en observerons des applications encore plus ambitieuses qui propulseront à coup sûr son utilisation vers de nouvelles victoires.
