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La voiture de collection à la rencontre de la technologie du futur

Publication: 1er septembre

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Individualiser, intégrer, innover : le projet de partenariat 3i-PRINT met en lumière le potentiel de l’impression 3D industrielle...
 

Altair, APWORKS, csi entwicklungstechnik, EOS GmbH, GERG et Heraeus se sont servis de la structure avant d’un Volkswagen Caddy de collection pour illustrer tout le potentiel de l’impression 3D industrielle dans le secteur automobile. La structure est très légère et stable, tout en offrant un niveau élevé d’intégration fonctionnelle. Les sociétés impliquées dans ce projet de développement conjoint baptisé 3i-PRINT ont pris en charge l’intégralité du développement du processus, de la conception à la post-production de la pièce en passant par la simulation, l’optimisation et la fabrication.. De l’étude conceptuelle au véhicule final, la réalisation du projet n’a duré que neuf mois.

L’intérêt de la fabrication additive pour le secteur automobile

Dans les prochaines années, l’impression 3D industrielle, également appelée « fabrication additive (FA) », jouera un rôle majeur dans la fabrication à grande échelle en stimulant l’innovation et en influençant les procédés de développement décisifs. De nombreux secteurs ont déjà adopté cette technologie. L’évolution constante des techniques de production et de conception recourant à la fabrication additive rendra cette technologie encore plus rentable et efficace à l’avenir. Autrement dit, l’utilisation de l’impression 3D industrielle est amenée à se généraliser, y compris dans le secteur automobile. Pour favoriser l’innovation et élaborer les procédés de développement décisifs de demain, il est essentiel d’explorer dès aujourd’hui le potentiel de la conception et de la fabrication additive.

Pour dégager une réelle valeur ajoutée de la FA, l’ingénierie automobile devra en étudier toutes les possibilités, qui vont bien au-delà de la mécanique des structures et de la construction légère. Cette intégration fonctionnelle consistant à mettre en œuvre le plus de caractéristiques techniques possible avec le moins de composants possible en dégageant de la valeur ajoutée constitue un autre atout majeur qui rend l’utilisation de l’impression 3D lucrative pour le secteur automobile. Avec le concept Caddy, le projet 3i-PRINT vise à en illustrer les futures possibilités technologiques.

Des structures porteuses au design organique

Face à la forte tendance à l’électrification du secteur automobile pour la transmission et les actionneurs, par exemple, la gestion thermique et la réduction de l’encombrement et du poids global ont été déterminants lors de la conception de l’avant du véhicule. Il fallait en outre tenir compte des impératifs structurels liés à la sécurité, aux performances et au confort du véhicule.

Les pièces de la partie avant, fabriquée de manière additive, sont par conséquent des structures porteuses intégrant des détails pour le refroidissement actif et passif une circulation d’air canalisée pour refroidir les batteries et les systèmes de freinage, par exemple. Par ailleurs, les fonctions liées à la gestion thermique, à la sécurité passive et au stockage des fluides ont été intégrées dans le design organique, entraîné par la charge, du module avant. Le réservoir d’eau de mouillage, qui avait pu être incorporé dans la structure avant lors de l’étude d’optimisation de la topologie, est un exemple parmi d’autres de fonction supplémentaire intégrée.

Une synergie de compétences tout au long du processus de fabrication

C’est dans cette optique que les experts de csi entwicklungstechnik ont commencé à concevoir, développer et créer la structure avant. La société développe des modules haut de gamme pour la carrosserie, l’intérieur et l’extérieur des véhicules, pour le compte des constructeurs et fournisseurs du secteur automobile.. GERG est l’un des principaux fournisseurs de solutions innovantes dans le domaine du prototypage et de la production de séries à petite échelle pour les secteurs automobile et aérospatial. Pour ce projet, la société était chargée d’assembler les composants fabriqués de manière additive et de créer la structure définitive. Quant aux solutions logicielles d’Altair, axées sur le développement et l’application étendue de la technologie de simulation pour synthétiser et optimiser les plans et procédés, elles ont été utilisées pour concevoir, optimiser, simuler et développer la structure.

Une fois la simulation et le design du concept terminés, APWORKS s’est chargé du dimensionnement final des composants pour l’impression 3D. Forte de son savoir-faire pour la préparation de l’impression, la société a géré la fabrication additive des éléments de la structure. APWORKS, filiale d’Airbus habituée des procédés de fabrication de pointe, aide différents secteurs à mettre en œuvre les meilleures pratiques de l’aérospatiale. Pour imprimer l’avant du véhicule, l’entreprise s’est servie d’un système développé par EOS, principal fournisseur mondial de technologies pour l’impression 3D industrielle des métaux et polymères. Le spécialiste des poudres métalliques Heraeus a fourni et qualifié l’alliage d’aluminium ultra-résistant Scalmalloy®, développé par APWORKS et destiné à la fabrication des composants. APWORKS a en outre contribué au processus d’impression en développant un paramétrage d’impression adapté au système EOS M 400. Grâce à l’utilisation combinée de la FA et de ce matériel innovant, le projet illustre brillamment les possibilités de l’intégration fonctionnelle, que les méthodes de fabrication classiques sont incapables d’offrir.

Le projet 3i-PRINT, un forum pour des concepts innovants de prototype

Initié par csi entwicklungstechnik, le projet 3i-PRINT est une plate-forme d’ingénierie flexible, dédiée à la recherche et au développement de concepts innovants de prototype. Le principe repose sur l’utilisation de nouveaux outils et méthodes de développement, dont l’impression 3D industrielle. Cette initiative a pour objectif de démontrer le potentiel des méthodes de fabrication de pointe et d’en tirer pleinement parti. Le projet 3i-PRINT est une plate-forme de collaboration ouverte, qui permet de concrétiser rapidement de nouvelles idées.

Stefan Herrmann, responsable de la conception légère au sein de l’équipe de carrosserie brute de csi, explique : « Nous sommes fiers de présenter le Caddy avec une nouvelle structure avant exemplaire, fabriquée de manière additive. Cette nouvelle structure et le contraste entre l’ancien et le moderne illustrent parfaitement le potentiel de l’impression 3D et de l’intégration fonctionnelle, en particulier pour l’industrie automobile. » Et d’ajouter : « J’aimerais aussi insister sur la simplicité et la rapidité du cheminement entre l’idée de départ et le véhicule transformé, qui n’a duré que neuf mois. Chacune des sociétés participantes occupe une position de leader dans son secteur. La qualité de la collaboration et la synergie des compétences ont fait du projet 3i-PRINT un succès retentissant. »

http://www.altair.com/

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