L'écurie BWT Alpine F1 a eu recours à la fabrication additive métallique (AM) pour améliorer les performances de ses voitures en produisant des accumulateurs hydrauliques en titane entièrement fonctionnels avec un encombrement minimal.
L'écurie BWT Alpine F1 travaille depuis plusieurs années avec 3D Systems pour la fourniture et le développement collaboratifs. Faisant ses débuts en 2021, l'équipe, dont les pilotes Fernando Alonso et Esteban Ocon ont terminé respectivement 10e et 11e la saison dernière, a choisi la technologie d'impression directe sur métal (DMP) de 3D Systems pour produire des pièces complexes.
Alpine améliore constamment ses voitures, optimisant leurs performances à des cycles d'itération très courts. Les défis permanents consistent notamment à travailler dans un espace limité, à réduire au maximum le poids des pièces et à se conformer à l'évolution des contraintes réglementaires.
Les experts du groupe d'innovation appliquée (AIG) de 3D Systems ont fourni à l'équipe de F1 l'expertise nécessaire pour fabriquer des composants enroulés complexes avec des géométries internes difficiles et axées sur la fonction en titane.
La fabrication additive offre une opportunité unique de relever les défis de l'innovation rapide en fournissant des pièces très complexes dans des délais très courts. Pour des composants comme les accumulateurs hydrauliques d'Alpine, la réussite d'une pièce nécessite une expertise supplémentaire en fabrication additive en raison de la complexité de sa conception et des exigences strictes en matière de propreté.
Pour les accumulateurs, et plus particulièrement pour la bobine d'inertie du fluide de suspension arrière, l'équipe de course a conçu un amortisseur câblé qui fait partie de l'amortisseur de suspension arrière dans le système de suspension arrière, au niveau du boîtier principal de la transmission.
Un accumulateur est un long tube rigide qui stocke et libère de l'énergie pour lisser les fluctuations de pression. La technologie AM permet à Alpine de maximiser la longueur du ressort d'amortissement tout en offrant une fonctionnalité complète dans un espace limité.
« Nous avons conçu la pièce pour optimiser son volume et uniformiser l'épaisseur des parois entre les tubes adjacents », explique Pat Warner, responsable de la fabrication numérique chez BWT Alpine F1. « Seule la fabrication additive permet d'obtenir un tel résultat. »
La bobine d'amortissement finale en titane a été produite à l'aide du DMP Flex 350 de 3D Systems, un système de fabrication additive métallique haute performance fonctionnant sous atmosphère inerte. L'architecture unique des machines DMP de 3D Systems garantit des pièces robustes, précises, chimiquement pures et présentant la répétabilité nécessaire à leur production.
En fonctionnement, la bobine d'amortissement est remplie de fluide et lisse les fluctuations de pression au sein du système en absorbant et en libérant de l'énergie. Pour fonctionner correctement, les fluides doivent répondre à des spécifications de propreté afin d'éviter toute contamination.
La conception et la production de ce composant par fabrication additive métallique offrent des avantages considérables en termes de fonctionnalité, d'intégration dans des systèmes plus vastes et de réduction de poids. 3D Systems propose un logiciel appelé 3DXpert, un logiciel tout-en-un pour la préparation, l'optimisation et la gestion des flux de travail d'impression métal.
L'équipe BWT Alpine F1 a choisi le matériau LaserForm Ti Gr23 (A) pour ses batteries, citant sa haute résistance et sa capacité à produire avec précision des sections à parois minces comme raisons de son choix.
3D Systems est un partenaire de choix pour des centaines d'applications critiques dans des secteurs où la qualité et la performance sont primordiales. L'entreprise propose également des services de transfert de technologie pour aider ses clients à adopter avec succès la fabrication additive au sein de leurs propres installations.
Suite au succès des accumulateurs imprimés en titane de l'écurie BWT Alpine F1, Warner a déclaré que l'équipe était encouragée à développer des composants de suspension plus complexes l'année prochaine.