Cas d'application- Champion Motorsport
« Les noyaux solubles me permettent de concevoir et de fabriquer des pièces que je n’aurais pas envisagées auparavant en raison de la difficulté à les créer. »
– Chris Lyew, ingénieur mécanicien en chef, Champion Motorsport
Situation
L’héritage de Champion Motorsport en matière de course automobile comprend une victoire aux prestigieuses 24 heures du Mans et cinq championnats LMP1 d’affilée de l’American Le Mans Series : deux en tant qu’équipe privée et trois en tant qu’équipe d’usine d’Audi Sport North America. Au cours de la dernière décennie, l’entreprise a mis à profit la technologie qu’elle a développée, perfectionnée et éprouvée sur les circuits de course pour créer une gamme très réussie de produits de performance de rechange pour les véhicules Porsche.
Un exemple de ces produits est Champion’s Licence de turbo-ture en fibre de carbone pour la Porsche 997 Turbo. En construisant le conduit à partir de carbone Fibre, Champion a pu augmenter le conduit dimensions intérieures tout en conservant l’extérieur diamètre aux spécifications de l’usine. Le résultat est un meilleur flux d’air à travers la conduite, entraînant une amélioration des performances du moteur. La nouvelle conception est également plus légère que la pièce originale, ce qui renforce encore davantage les performances globales.
Voiture haute performance utilisant des composants compatible FDM.
Composants FDM à noyau soluble sur un moteur à turbocompresseur.
« La production de composants composites tubulaires complexes, tels que la conduite d’admission du turbo, est très difficile », a déclaré Chris Lyew, ingénieur mécanique en chef chez Champion Motorsport. « Les performances du véhicule dépendent d’une surface interne lisse, tandis que le client s’attend à une belle surface externe. La pièce doit également être très résistante pour durer toute la durée de vie du véhicule. »
Obtenir une finition de surface lisse à la fois à l’intérieur et à l’extérieur avec des composants composites tubulaires est presque impossible en utilisant des méthodes d’outillage conventionnelles. Si la pièce est moulée en une seule pièce, le noyau intérieur peut être piégé à l’intérieur du tube, à moins qu’il ne soit fait d’un matériau qui peut être ensuite éliminé comme un noyau de sable sacrificiel. Une alternative consiste à mouler le tube en deux moitiés. L’inconvénient de cela
l’approche consiste à coller les deux moitiés ensemble après le moulage, ce qui donne une pièce moins solide qu’une pièce à construction d’une seule pièce. Dans les deux cas, une bonne finition de surface n’est obtenue que d’un côté de la pièce. Au fil du temps, Champion a essayé différentes méthodes pour produire des conduits d’admission, mais n’a pas réussi à obtenir une pièce sans couture avec une finition de surface de haute qualité à la fois sur les surfaces extérieure et intérieure.
Solution
Champion Motorsport avait traditionnellement utilisé son système de production 3D Fortus® pour créer des prototypes conceptuels et fonctionnels lors du processus de conception. Par la suite, ils ont découvert que l’utiliser pour créer des noyaux FDM solubles était la solution idéale pour la fabrication des conduits d’admission de haute performance de l’entreprise, ainsi que pour un certain nombre d’autres tubes et tuyaux pour le moteur Porsche.
Conduit d’admission du turbo en composite (noir) fabriqué à l’aide d’un noyau soluble FDM (blanc).
Un ensemble de conduits complexes en composite fabriqués à l’aide de noyaux solubles en FDM.
Champion pouvait désormais fabriquer ses conduits en une seule pièce en superposant de la fibre de carbone sur un noyau soluble imprimé en FDM. Une excellente finition de surface externe était obtenue en combinant le noyau soluble avec un moule externe en coquille. Ensuite, le noyau pouvait être facilement dissous dans un bain de solution après que la résine de fibre de carbone ait durci.
Résultats
La technologie FDM a non seulement amélioré les performances de la pièce en fibre de carbone, mais elle a également renforcé la cohérence et le rendement de production en offrant un processus fiable et automatisé. « Nous avons considérablement amélioré la qualité de nos conduits d’admission de turbo en fibre de carbone et d’autres pièces de rechange en les fabriquant avec des noyaux solubles en FDM », a déclaré Lyew. « Il est maintenant possible de mouler le conduit d’admission en une seule pièce qui est beaucoup plus solide que les pièces produites par collage. Chaque noyau soluble en FDM est exactement le même, il est donc facile. »
pour maintenir également la finition intérieure du conduit ». Les noyaux solubles en FDM ont également ouvert de nouvelles possibilités de conception et ont éliminé les obstacles qui ont traditionnellement entravé l’amélioration des capacités de conception et de fabrication. Comme le dit Chris Lyew, « Les noyaux solubles me permettent de concevoir et de fabriquer des pièces que je n’aurais pas envisagées auparavant en raison de la difficulté qu’elles impliquent. » Pour Louis Milone, Directeur technique de Champion Motorsport, les avantages sont évidents : « Il n’y a vraiment aucun inconvénient à cette technologie pour nous. »
