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Actualité des entreprises

Prodrive imprime des pièces de voiture en 3D dans le désert avec la MakerBot METHOD X

Publication: 19 mars

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Leader dans le domaine des sports motorisés et de l’ingénierie avancée, Prodrive continue d’ajouter des technologies de pointe pour repousser la concurrence hors de la route...
 

Plus de 30 pièces de voiture ont été produites pour le Hunter T1 de l’équipe Bahrain Raid Xtreme dirigée par Prodrive en utilisant la fibre de carbone en nylon de MakerBot sur l’imprimante 3D METHOD X.

Prodrive a une longue histoire dans le domaine des sports automobiles. Elle a participé et remporté son premier événement, le Qatar International Rally, en 1984. Depuis lors, Prodrive est inarrêtable, remportant une multitude de titres dans un large éventail de disciplines du sport automobile.

En 2021, la société s’est engagée dans le Rallye Dakar en partenariat avec le Royaume de Bahreïn, sous la nouvelle équipe, Bahrain Raid Xtreme (BRX). Le Rallye Dakar se déroule sur deux semaines, avec des étapes couvrant des centaines de kilomètres sur une gamme de terrains difficiles et hors route en Arabie saoudite.

Pour se préparer à l’événement, l’équipe BRX a commencé le développement de la Hunter T1, sa nouvelle équipe d’usine de deux voitures pilotées par Sébastien Loeb, 9x champion du monde des rallyes, et Nani Roma, 25x légende du Rallye Dakar. Roma a obtenu la 5e place au classement général de la course de 2021, la première fois qu’une équipe a obtenu un tel classement lors de sa première tentative au Rallye Dakar.

Alors que les travaux ne faisaient que commencer fin 2019, l’équipe BRX s’est soudainement heurtée à ce qui serait l’un des plus grands défis qui ont frappé l’industrie jusqu’à présent. « Nous nous mettons souvent dans des positions difficiles, en termes de temps. Mais COVID-19 a vraiment jeté un pavé dans la mare de notre calendrier déjà serré », a déclaré Paul Doe, ingénieur en chef chez Prodrive. « Au Royaume-Uni, il y a eu un confinement qui nous a obligés de fermer l’usine pendant un certain temps. Le développement qui aurait dû prendre environ un an a été comprimé en neuf mois. Au lieu de faire des essais en juillet, nous n’avons finalement pas tourné le volant d’une voiture avant octobre 2020. »

Le Rallye Dakar étant prévu pour les deux premières semaines de janvier 2021, cela a mis une pression immense sur toute l’équipe. Bien que BRX compte 40 personnes chargées de la conception, de l’ingénierie, de l’entretien et de l’exploitation des véhicules Hunter T1, l’équipe a été mise à rude épreuve avec un calendrier atypiquement plus court. De plus, bien que Prodrive offre des capacités internes de fabrication et d’usinage, l’équipe était en concurrence avec d’autres projets pour obtenir des ressources.

Lorsque Doe a décidé d’ajouter l’imprimante 3D MakerBot METHOD X®, recommandée par DSM, un fournisseur mondial de matériaux en fibre de carbone, à la boîte à outils de son équipe, cela a changé le jeu. L’imprimante METHOD X a permis à son équipe de prototyper et d’imprimer rapidement et facilement les pièces dont elle avait besoin, ainsi que d’expérimenter différentes applications, sur le terrain et en dehors. Avec les possibilités illimitées de la fabrication additive, le prototypage et la production de pièces sont devenus beaucoup plus rationnels et rentables.

L’innovation a toujours été un principe fondamental chez Prodrive. La société utilise une large gamme de technologies pour s’assurer qu’elle reste en tête de la compétition. L’ajout de la METHOD X à son répertoire de technologies de pointe a permis à la société de gagner encore plus de temps pendant son calendrier de production raccourci.

« La liste des avantages de l’utilisation de la MakerBot METHOD X par rapport à une production normale est très longue, comme la vitesse et la réactivité. Lorsqu’il s’agit de concevoir des pièces sur la voiture, la première pensée est souvent d’imprimer une pièce sur l’imprimante 3D pour voir ce que cela donnerait. La possibilité d’essayer la pièce avant de s’engager dans le produit final nous permet d’apporter des modifications facilement et rapidement. Cette itération rapide nous permet également de rester proches de notre calendrier de production, tout en économisant beaucoup d’argent », note M. Doe.

Avec deux imprimantes 3D METHOD X, l’équipe BRX a pu concevoir certaines pièces à l’usine au Royaume-Uni ainsi que sur le site du Rallye.

Impression 3D de l’atelier au désert ouvert

La METHOD X a été chargée sur l’un des camions de maintenance de l’équipe BRX qu’ils avaient installé dans le désert. Elle a été utilisée sur place pour imprimer des pièces fabriquées, ou pour réparer une pièce qui aurait nécessité une fabrication en acier ou en aluminium.

« Nous avons transporté cette machine avec nous dans le camion et nous avons imprimé à distance au milieu de nulle part ; littéralement là où vous ne pouvez voir aucune trace de civilisation, et pourtant nous sommes là à utiliser ce type de machine avec cette technologie d’impression 3D industrielle. Nous avons profité de la rapidité de l’impression 3D des pièces au milieu de notre programme d’essai », a déclaré M. Doe.

L’équipe BRX a utilisé la METHOD X pour imprimer plus de 30 pièces sur le Hunter T1, dont un support pour un capteur de position de suspension et un support de buse sculpté pour le système d’extinction d’incendie du cockpit.

Le capteur de position de la suspension a permis aux ingénieurs d’examiner les performances de l’amortisseur, la dynamique du véhicule, l’alignement des roues, l’arbre de transmission, et plus encore. Le capteur génère des données et relaie les informations à l’équipe pour une meilleure analyse, qui peut ensuite être utilisée pour améliorer les performances du véhicule. Le système de montage a été imprimé avec la fibre de carbone en nylon de MakerBot et était l’une des applications idéales pour utiliser la METHOD X. L’ensemble du processus pour obtenir le support de suspension parfait n’a pris qu’une heure et demie, de l’impression 3D du support sur la feuille de terre au milieu du désert, à l’observation, aux mises à jour et aux renforcements du design dans le camion, jusqu’au lancement de la production sur la METHOD X. Avec la nouvelle pièce dans les mains, l’équipe était prête à la mettre sur la voiture et à continuer à collecter des données.

« C’était nouveau pour nous. Dans le passé, nous avons utilisé la fabrication additive, mais nous n’avions pas la capacité de le faire aussi immédiatement », a déclaré M. Doe. « En outre, les matériaux que nous avons utilisés sur la METHOD X, en particulier la fibre de carbone en nylon, ont présenté des performances supérieures à celles que nous avions connues les années précédentes. Il y a beaucoup de pièces dans la voiture, comme les baies de moteur et le côté des roues près des freins, où les environnements atteignent jusqu’à 120°C et où les matériaux FDM traditionnels commencent à avoir des difficultés, ce qui nous oblige à revenir à l’aluminium qui est coûteux. Dans ce cas, nous avons pu imprimer des pièces en fibre de carbone en nylon qui peut atteindre des températures très élevées. Les têtes d’impression en carbone sur la METHOD X nous ont vraiment ouvert l’accès à de nombreuses nouvelles applications. »

M. Doe poursuit : « La densité des matériaux que nous avons utilisés étant très faible par rapport aux fabrications traditionnelles en aluminium ou en acier, nous avons pu fabriquer des pièces beaucoup plus légères qu’une pièce classique. Et cela nous a donné une liberté illimitée pour tester efficacement nos pièces. »

En utilisant la fibre de carbone en nylon, l’équipe BRX a également imprimé un support sculpté léger pour l’une des buses du système d’extinction d’incendie situé au centre du cockpit. En raison de la taille des voitures, chaque véhicule a été équipé de deux systèmes d’extinction d’incendie. Avec un moteur turbo extrêmement chaud, un réservoir de carburant de 500 litres et d’autres matériaux hautement inflammables, l’extinction des incendies est essentielle. Normalement, l’équipe aurait dû créer cette buse à partir de métal lourd traditionnel, comme l’acier ou l’aluminium, ce qui peut prendre beaucoup de temps et être coûteux. La fibre de carbone en nylon est une alternative légère idéale au métal en raison de ses propriétés de solidité, de résistance à la chaleur et de rigidité.

« Nous voulions nous éloigner le plus possible du support en aluminium plié typique, et avoir plutôt une sensation plus premium dans le cockpit. La METHOD X nous a permis d’expérimenter un nouveau type de buse. Le support sculpté était un bel équilibre entre forme et fonction. En fait, il était 10 fois plus beau que ce que nous avions dans le passé, et sans coûts exorbitants », a déclaré M. Doe.

Mise à l’échelle avec la fabrication à la demande

Avec la METHOD X à sa disposition, l’équipe de Prodrive a commencé à explorer des applications nouvelles et différentes, des pièces automobiles aux aides à la fabrication et à l’outillage. Si l’entreprise dispose toujours de pièces physiques stockées et gérées sur place, son inventaire numérique s’accroît également.

« Avec les imprimantes 3D METHOD X à proximité et un inventaire numérique de pièces et d’outils, nous sommes en mesure d’imprimer à la demande et de travailler de manière plus agile et efficace. Nous avons des plans très ambitieux pour augmenter le nombre de véhicules sur notre feuille de route dans les années à venir. Au fur et à mesure de notre montée en puissance, nous pourrions avoir besoin de plus que quelques machines dans notre collection. Le coût est relativement faible par rapport à d’autres types de processus de fabrication, mais l’investissement sera rentable à long terme. Nous avons beaucoup de projets à venir, il y aura donc davantage d’occasions de tester les méthodes », conclut M. Doe.

https://www.makerbot.com/

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