Impression 3D, les matériaux composites permettent une flexibilité de conception pour les sports mécaniques

Une combinaison de technologie d'impression 3D et de matériaux composites a permis à une équipe universitaire de sport automobile de concevoir - et de reconcevoir - des pièces pour ses voitures de course universitaires Formula SAE au cours des quatre dernières années.

Depuis 2016, l'équipe Formula Motorsport de l'Université de Victoria (UVic; Victoria, Colombie-Britannique, Canada) conçoit ses véhicules de course Formula SAE avec des carters d'huile imprimés en 3D et conçus avec le frittage laser de CRP USA (qui fait partie du groupe CRP, Modène, Italie). Procédé d'impression 3D et matériaux composites Windform TOP-LINE.

De 2016 à 2018, les carters d'huile ont été produits à l'aide du matériau composite renforcé de fibres de carbone Windform XT 2.0 à base de polyamide de CRP. Selon le CRP, le poids léger de ces bacs a permis à l'équipe d'abaisser considérablement le moteur du véhicule, diminuant ainsi le centre de gravité global du véhicule et améliorant les performances de la voiture.

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D'autres applications récentes de Windform XT 2.0 incluent un démonstrateur de nano-satellite construit par des étudiants et un modèle de soufflerie à utiliser avec les essais en vol d'avion.

De plus, l'utilisation de la technologie de frittage laser a donné à l'équipe la liberté de concevoir des géométries complexes, telles que des déflecteurs de carter d'huile pour diriger de manière plus cohérente le flux d'huile dans le carter et éliminer la possibilité de manque d'huile lorsque le véhicule s'incline dans les virages.

En 2018, cependant, le moteur du véhicule de l'équipe a surchauffé lors d'un essai routier, provoquant une augmentation de la température de l'huile au-delà des limites du carter conçu, déformant les parois minces du déflecteur du carter d'huile et tirant une section de la bride d'accouplement dans le carter, provoquant une fuite d'huile importante.

Pour la compétition 2019, l'équipe a réévalué la conception, en choisissant d'apporter quelques modifications à la géométrie de la casserole et en évaluant les matériaux alternatifs Windform TOP-LINE. Le carter d'huile redessiné comprend Windform SP, un matériau composite polyamide chargé de fibres de carbone avec un point de fusion plus élevé que le Windform XT 2.0. Pour réduire les risques de défaillance, l'équipe a également augmenté l'épaisseur de la bride d'accouplement et modifié la conception du déflecteur, simplifiant les murs du déflecteur en une zone centrale autour de la prise d'huile et ajoutant une arête de support au sommet du mur.

Les changements, selon CRP Technology, ont abouti à un carter d'huile plus robuste.

Selon l'équipe UVic Motorsport, « Avec la technologie de frittage laser et les matériaux composites Windform TOP-LINE de CRP USA au bout des doigts de notre équipe d'ingénierie, nous sommes en mesure de concevoir des pièces complexes qui n'auraient pas été possibles auparavant. »