BAC réduit le délai de fabrication du conduit d’entrée d’air de sa nouvelle Supercar avec l'impression 3D Stratasys

Briggs Automotive Company (BAC), le fabricant britannique de la toute récente Mono R, utilise la fabrication additive pour la conception et la production de la dernière édition de son offre de supercar BAC élite. Confrontée à des retards préjudiciables dans le processus de conception d'une importante boîte à air, l'équipe s'est tournée vers la fabrication additive Stratasys FDM pour produire des prototypes entièrement fonctionnels en un temps record et améliorer les performances finales sur route.

La Mono R est la voiture la plus complexe de la société à ce jour, avec des années de réflexion et des milliers d’heures de recherche. Mono R ne pèse que 555 kg et est la première voiture de série au monde à incorporer l'utilisation de fibres de carbone enrichies au graphène dans tous ses panneaux de carrosserie. Afin de répondre aux critères attendus, la conception devait être plus légère, plus efficace et plus lisse que toute autre supercar antérieure. L'équipe a été confrontée à un défi de taille, pour lequel elle ne pouvait se permettre aucun contretemps.

L’un de ces défis a été la conception et les tests du conduit d’entrée d’air innovant de la Mono R. 

Indispensable pour le refroidissement et les performances sur route de la voiture, la boîte à air présente une géométrie extrêmement complexe et unique. La dernière partie devant être entièrement réalisée en fibre de carbone. Ces exigences rigoureuses signifiaient que la production d'un prototype à l'aide de méthodes traditionnelles constituait un obstacle considérable pour l'équipe. Naturellement, l'objectif était d'éviter des délais et des coûts potentiellement excessifs, tout en ne compromettant aucunement les performances et la fonctionnalité du prototype lui-même.

Réduction des délais de développement de la conception

La conception finale de la boîte à air a nécessité un outillage coûteux et le processus de production en fibre de carbone s'est avéré très laborieux. L'équipe de conception a rapidement compris que la création d'un prototype utilisant l’usinage traditionnel était tout simplement inconcevable.

« Le délai de production d'un prototype de la boîte à air en utilisant des méthodes d'usinage traditionnelles a dépassé deux semaines. S'il y avait des problèmes avec le prototype produit, toute itération de conception doublerait ce temps. C’était un retard que nous ne pouvions tout simplement pas nous permettre »
explique Ian Briggs, directeur de la conception chez BAC.

L'équipe de BAC s'est tournée vers la fabrication additive comme solution et a sollicité l'aide de Stratasys et de son partenaire britannique Platinum, Tri Tech 3D. Grâce à l’imprimante 3D de production Stratasys F900, l’équipe a fabriqué la boîte à air en quelques heures seulement. Elle a ensuite été installée sur la voiture et testée pour évaluer la conception et les performances de ses pièces.

« L’accès à une méthode de fabrication rapide, efficace et additive, de qualité industrielle a été décisif dans ce processus de développement », poursuit Briggs. « En quelques heures, nous avons pu produire un prototype précis de la boîte à air imprimé en 3D et l'installer sur la voiture à des fins de test. Cela nous a permis de réduire considérablement notre délai de conception à la fabrication. »

Sous pression

Malheureusement, ce n’étaient seulement les délais d’exécution que l'équipe devait prendre en compte. La Mono R peut atteindre des vitesses maximales de 170 mi / h, avec une puissance dépassant les 340 cv et un rapport poids / puissance atteignant 612 cv / tonne. Avec de telles performances, chaque aspect de la conception était crucial pour le succès de la voiture. Avec des températures prévues supérieures à 100 degrés, tout prototype produit devait résister à des conditions extrêmes lors des essais.

Grâce aux matériaux de qualité technique accessibles sur l'imprimante 3D Stratasys F900, l’équipe a pu produire le prototype en matériau Nylon 12CF de Stratasys. En tant que thermoplastique renforcé de fibres de carbone pouvant supporter des températures supérieures à 140 degrés Celsius, le Nylon 12CF a permis à l’équipe de conception de tester le prototype dans un matériau aussi proche que possible de la réalité.

 « L’accès au Nylon 12CF renforcé de fibre de carbone était essentiel à ce processus de développement. Le prototype était aussi performant que si nous avions produit le prototype en plastique renforcé de fibres de carbone fabriqué à partir d'un moule. Il a également bien résisté aux essais sur la piste »

L’apparence générale de la Mono R est 20 mm moins haut et 25 mm plus long que son prédécesseur, ce qui signifie que chaque centimètre compte. Afin de tester efficacement la boîte à air, elle devait être correctement ajustée à la voiture, sans risque d'erreur. Cependant, la géométrie de la boîte à air était complexe - et incroyablement grande.

« La liberté de conception offerte par les imprimantes 3D industrielles de Stratasys était essentielle pour la boîte à air. Nous avons pu modifier le design et ne pas craindre que la version imprimée en 3D finale ne corresponde pas à la taille ou à la géométrie exacte dont nous avions besoin », résume Briggs.

Aujourd’hui, l’équipe de BAC a changé d’état d’esprit en se concentrant sur la fabrication additive.

« Le développement de la Mono R a nécessité une précision ultime, à laquelle la fabrication additive se prête parfaitement. Nous avons pu le constater avec l’utilisation du système industriel de Stratasys dans la fabrication de la boîte à air et, pour la première fois, ses effets se sont fait sentir sur toute la voiture. Ce n'est que le début pour BAC. Nous découvrons ce que la fabrication additive peut nous offrir en tant qu'équipe de conception et comment nous pouvons continuer à repousser les limites de notre industrie », conclut Briggs.