L'équipe BWT Alpine F1 s'est tournée vers 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 collabore depuis plusieurs années avec 3D Systems pour un approvisionnement et un développement collaboratifs. Faisant ses débuts en 2021, l'écurie, dont les pilotes Fernando Alonso et Esteban Ocon ont terminé respectivement 10e et 11e la saison dernière, a choisi la technologie d'impression directe de métal (DMP) de 3D Systems pour produire des pièces complexes.
Alpine améliore continuellement ses voitures, améliorant et améliorant les performances dans des cycles d'itération très courts. Les défis permanents incluent le travail dans l'espace disponible limité, le maintien du poids des pièces aussi bas que possible et le respect des contraintes réglementaires changeantes.
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 exigeantes et axées sur la fonction en titane.
La fabrication additive offre une opportunité unique de surmonter les défis de l'innovation rapide en fournissant des pièces très complexes dans des délais courts. Pour des composants tels que les accumulateurs hydrauliques d'Alpine, une pièce réussie nécessite une expertise supplémentaire en fabrication additive en raison de la complexité de la conception et des exigences de propreté strictes.
Pour les accumulateurs, en particulier la bobine d'inertie du liquide 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 dans la boîte principale de transmission.
Un accumulateur est un tube long et rigide qui stocke et libère de l'énergie pour compenser les fluctuations de pression. AM permet à Alpine de maximiser la longueur de la bobine d'amortissement tout en offrant une fonctionnalité complète dans un espace limité.
« Nous avons conçu la pièce pour qu'elle soit la plus efficace possible en termes de volume et pour répartir l'épaisseur de paroi entre les tubes adjacents », explique Pat Warner, responsable senior de la fabrication numérique pour l'écurie BWT Alpine F1. « Seule la fabrication additive permet d'y parvenir. »
La bobine d'amortissement en titane finale a été produite à l'aide du DMP Flex 350 de 3D Systems, un système AM métallique haute performance avec une atmosphère d'impression inerte. L'architecture système unique des machines DMP de 3D Systems garantit que les pièces sont robustes, précises, chimiquement pures et ont la répétabilité nécessaire pour produire des pièces.
Pendant le fonctionnement, la bobine d'amortissement est remplie de fluide et compense les fluctuations de pression dans le système en absorbant et en libérant de l'énergie. Pour fonctionner correctement, les fluides ont des spécifications de propreté pour éviter la contamination.
La conception et la production de ce composant à l'aide de la fabrication additive métallique offrent des avantages considérables en termes de fonctionnalité, d'intégration dans des systèmes plus grands et d'économie de poids. 3D Systems propose un logiciel appelé 3DXpert, un logiciel tout-en-un pour préparer, optimiser et gérer les flux de travail d'impression métallique.
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 pour des centaines d'applications critiques dans des industries où la qualité et la performance sont primordiales. L'entreprise fournit également un transfert de technologie pour aider les clients à adopter avec succès la fabrication additive dans leurs propres installations.
Suite au succès des accumulateurs imprimés en titane de l'équipe BWT Alpine F1, Warner a déclaré que l'équipe était encouragée à rechercher des composants de suspension plus complexes au cours de l'année à venir.