Dans le passé, ces composants étaient fabriqués individuellement puis assemblés en plusieurs étapes à l'aide de vis, de joints et de rondelles pour former un système complet et fonctionnel.

Et soudain, les freins du porte-roue imprimé …

Automobile Et soudain, les freins du porte-roue imprimé …

Editeur: Nicole Kareta

Une innovation à travers les frontières de Hambourg à Turin attire l’attention des passionnés d’automobile: Fiat Chrysler Automobiles et Fraunhofer Research Institution for Additive Manufacturing Technologies IAPT ont développé ensemble un porte-roue imprimé en 3D avec un étrier de frein intégré pour une voiture de sport Fiat Chrysler Automobiles.

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Dans le passé, ces composants étaient fabriqués individuellement puis assemblés en plusieurs étapes à l’aide de vis, de joints et de rondelles pour former un système complet et fonctionnel.

(Source: Fraunhofer IAPT)

La pièce représente le premier pas vers la série Impression 3D de Fiat Chrysler Automobiles (FCA) composants de véhicules. Commentant ces objectifs ambitieux, Carlo Carcioffi, responsable des processus avancés et des matériaux Carrosserie, intérieurs et châssis, déclare: «Avec notre partenaire d’innovation Fraunhofer IAPT, nous réduisons les coûts et les efforts de production pour les pièces clés des véhicules. Le transfert de connaissances nous aidera à améliorer les compétences en fabrication additive dans les domaines de la conception intégrée, des matériaux et de la technologie des procédés à travers le groupe.

Porte-roue avec étrier de frein intégré

La collaboration de recherche additive a commencé par une question audacieuse: comment réaliser un système de suspension complet pour une voiture de sport en utilisant l’impression 3D? À l’heure actuelle, ce système se compose toujours de diverses pièces individuelles telles que le porte-roue, l’étrier de frein, y compris l’hydraulique, et l’écran thermique. Dans le passé, ces composants étaient fabriqués individuellement puis assemblés en plusieurs étapes à l’aide de vis, de joints et de rondelles pour former un système complet et fonctionnel. Dans l’ensemble, un processus complexe, long et coûteux.

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Ce démonstrateur montre comment la formation de cloques (expansion des gaz scellés sous pression) est presque complètement évitée en combinant coulée et AM.  Les composants du démonstrateur pour le soudage par accumulation de poudre laser pour mettre en œuvre le scénario 2 ont été fournis par Audi à partir d'une fonderie externe.

«Nous avons dû, en collaboration avec l’équipe de conception FCA, repenser complètement l’ensemble de la suspension de roue afin de réaliser une structure bionique monobloc qui remplissait au moins également toutes les fonctions de l’assemblage précédent, absorbait toutes les forces, c’était le poids -optimisé, et pourrait être produit de manière additive », déclare Yanik Senkel, ingénieur de conception de l’IAPT.

Eco-efficacité grâce à une conception légère et intégrale

Le résultat est impressionnant: en utilisant l’optimisation de la topologie, l’équipe a développé un prototype qui pèse 36% de moins que les 12 pièces individuelles du composant fabriqué de manière conventionnelle. La conception bioniquement optimisée réduit considérablement l’effort d’assemblage, augmente la résistance à la fatigue grâce à la construction plus robuste et devrait également être plus performante en termes de bruit, de vibration et de dureté (NVH). La conception intégrale intelligente élimine de nombreux points faibles typiques et prolonge ainsi sa durée de vie. «Le composant démontre le potentiel de la fabrication additive pour les futures voitures», déclare Carcioffi «et en plus de cela, il attire vraiment l’attention», ajoute-t-il.

Couverture du livre blanc: SLM

Mais le porte-roue imprimé en 3D avec étrier de frein intégré, le premier du genre au monde, n’est que le début: c’est le point de départ de nombreux autres projets. Dans de nombreux ateliers communs, qui couvraient également les domaines du développement des matériaux et des processus et de l’assurance qualité, plusieurs composants de la construction légère et intégrale ont été complètement réaménagés.

«L’objectif général est de réduire les coûts de fabrication, par exemple en augmentant considérablement la vitesse de production», explique Ruben Meuth, responsable du développement commercial chez Fraunhofer IAPT. «Ce projet d’innovation est un excellent exemple de collaboration entre l’industrie et la recherche. Ce volet montre comment la fabrication additive peut être mise en œuvre dans la production en série de voitures de luxe et de sport », résume Meuth.

Mais quelles pièces de véhicule l’équipe de coopération identifie-t-elle comme les prochains candidats à l’impression 3D? Les résultats devraient être passionnants, déclare Carcioffi avec confiance. L’expert FCA est déjà certain d’une chose: «Le projet a montré que grâce à la fabrication additive, nous pouvons entièrement repenser de nombreux domaines de l’automobile et jeter les bases d’innovations futures.

(Numéro ID: 47005603)

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