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Stratasys (NASDAQ : SSYS), l’un des principaux fournisseurs mondiaux de solutions technologiques additives appliquées, a annoncé que grâce aux noyaux sacrificiels imprimés en 3D de Stratasys, l’équipe étudiante de sport automobile, Tecnun, réduit considérablement leur poids et les délais de fabrication de pièces finales complexes en composites.

Tecnun, l’équipe de course automobile de l’Université de Navarre (Espagne), conçoit et fabrique ses propres voitures de course afin de participer à chaque édition de la course Formula Student International. Grâce à la technologie de fabrication additive de Stratasys procurée par le revendeur local de la société Pixel Sistemas, Tecnun est maintenant en mesure d’utiliser des moules imprimés en 3D pour les pièces clés extrêmement complexes.

Cette opération est réduite à quelques heures, alors qu’il aurait fallu trois semaines en utilisant des moules en aluminium fabriqués de façon traditionnelle. Fait important, le gain de temps en production permet à l’équipe de réaliser davantage d’itérations de ses conceptions et de développer des pièces finales en fibre de carbone 60 % plus légères que selon les méthodes de production conventionnelles, ce qui améliore les performances de la voiture sur la piste.

Comme l’explique Javier Aperribay, directeur technique de Tecnun Motorsport, la réussite du projet, dépend en grande partie de la conception du collecteur d’admission, un élément essentiel pour s’assurer qu’une quantité suffisante d’air atteint les cylindres du moteur afin d’augmenter la vitesse.

« La fabrication d’un collecteur d’admission est extrêmement complexe, car elle inclut plusieurs composants importants, critiques pour la distribution de l’air dans les quatre collecteurs d’admission », explique M. Aperribay. « Notre but est de créer des collecteurs d’admission en matériaux composites en fibre de carbone, mais nous sommes bien conscients que la fabrication d’une telle pièce nécessite un moule pour déposer les matériaux composites et créer la pièce finale. »

« Nous recourons à l’usinage CNC pour produire le moule en aluminium, mais il s’agit d’un procédé peu flexible et coûteux et, de plus, toute révision de conception subséquente appliquée au moule retarde les projets et entraîne des coûts supplémentaires », ajoute-t-il.

Lassée des contraintes liées aux délais de production serrés et aux restrictions budgétaires, l’équipe Tecnun a testé par le passé d’autres technologies de fabrication additive, à la recherche de solutions alternatives plus rapides et moins coûteuses pour produire l’outil de superposition. Cependant, il s’est avéré que les plastiques n’étaient pas assez résistants et qu’ils se sont brisés pendant le processus de superposition.

En collaboration avec Pixel Sistemas (représentant Stratasys en Espagne), qui à imprimé avec une imprimante 3D Fortus 450mc de Stratasys, Tecnun utilise maintenant des moules pour des pièces comme le collecteur d’admission. Ils ont été imprimés en 3D dans du matériau d’outillage sacrificiel ST-130, avant que le matériau composite en fibre de carbone ne soit enroulé autour du moule. Une fois durci, le noyau sacrificiel interne est lavé, révélant la pièce finale composite.

Production de pièces complexes en cinq heures au lieu de trois semaines grâce à l’outillage sacrificiel FDM

« L’utilisation de l’outillage sacrificiel FDM de Stratasys nous permet de fabriquer le collecteur d’admission en fibre de carbone plutôt qu’avec des matériaux plus lourds et moins efficaces », explique M. Aperribay. « Par rapport aux moules en aluminium, le matériau ST-130 hautement soluble permet d’obtenir une forme plus complexe pour le collecteur d’admission, ce qui évite l’assemblage tous les composants individuels. Nous pouvons maintenant imprimer en 3D des moules pour le collecteur d’admission en seulement cinq heures, alors qu’il aurait fallu trois semaines avec des moules conventionnels en aluminium ».

Selon M. Aperribay, l’équipe est également impressionnée par les performances des moules à noyaux sacrificiels imprimés en 3D lors des processus de superposition et de durcissement de la fibre de carbone.

« Nous constatons que le matériau résiste à des températures élevées pouvant atteindre 121° C et, à certaines températures, des pressions allant jusqu’à 620 kPa pendant le durcissement », dit-il. « Contrairement aux matériaux polymères additifs que nous avons testés auparavant, le moule ne se brise pas et la qualité du collecteur composite en fibre de carbone est fantastique. »

« L’utilisation de cette technologie a facilité une réaction de combustion optimale et nous a permis d’améliorer les performances sur la piste », déclare M. Aperribay. « Il ne fait aucun doute que l’outillage sacrificiel FDM jouera un rôle crucial dans la résolution de nos défis d’ingénierie futurs ».

« L’utilisation par Tecnun de noyaux sacrificiels imprimés en 3D pour réduire les délais de production et augmenter la complexité des pièces, et le fait que ce gain de temps leur permette de réaliser d’autres itérations de conception, afin de produire des pièces beaucoup plus légères, illustre la façon dont certaines des équipes les plus renommées du sport automobile professionnel profitent également de notre technologie », explique Andy Middleton, président, EMEA, Stratasys. « Nous sommes ravis de constater que l’adoption de cette technologie permet aux futurs ingénieurs de réussir leurs projets, alors que la fabrication additive est de plus en plus utilisée dans le secteur automobile ».

http://www.stratasys.com