La fabrication additive remodèle le paysage de la compétition NASCAR
Dans le contexte: Alors que NASCAR et d'autres sports automobiles continuent de repousser les limites de la performance et de l'innovation, l'impression 3D joue un rôle de plus en plus crucial. Avec sa capacité à produire des pièces complexes et personnalisées rapidement et de manière rentable, la fabrication additive modifie le paysage concurrentiel.
En 2021, NASCAR a inauguré une nouvelle ère avec sa prochaine plate-forme de génération, introduisant des changements radicaux aux véhicules emblématiques du sport. Les dernières voitures NASCAR présentent désormais des conceptions entièrement symétriques et des panneaux de carrosserie composites, les rapprochant de leurs homologues de rue, tels que la Chevrolet Camaro, Ford Mustang et Toyota Camry TRD.
L'un des principaux objectifs de la plate-forme de génération suivante était de niveler les règles du jeu et de réduire les coûts d'exploitation. Technique Châssis, le seul fabricant de châssis de la série NASCAR Cup, produit désormais une offre modulaire en trois parties. Cette normalisation signifie que toutes les équipes commencent par la même fondation, les forçant à rechercher des avantages compétitifs dans les détails les plus minuscules.
Entrez l'impression 3D, ou plus précisément, la fabrication additive. Stratasys, basée au Minnesota, est devenue un acteur clé dans ce domaine, remportant récemment le titre de « partenaire d'impression 3D officiel de NASCAR » et prolongeant son partenariat de 20 ans avec l'équipe de course de Joe Gibbs.
Il existe des différences frappantes entre l'impression 3D au niveau du passe-temps et la fabrication additive de qualité industrielle, Fadi Abro, directrice mondiale senior de Stratasys de l'automobile et de la mobilité, a déclaré à Popular Science. « La fabrication additive représente des solutions industrielles robustes », a-t-il déclaré. Ce processus implique la création d'objets de couche par couche, contrairement aux méthodes de fabrication soustractifs traditionnelles.
Les avantages de la fabrication additive dans NASCAR sont importants. Les Stratasys peuvent fournir des composants cruciaux tels que les conduits, les couvertures, les supports et les tubes en grande partie en grande partie à la flexibilité de la plate-forme. « Vous obtenez beaucoup plus de liberté de design », explique Abro. Si vous coupez un bloc, vous ne pouvez pas faire un virage à 90 degrés, limitant vos formes et vos conceptions … nous disons toujours que la complexité est gratuite avec le processus additif, alors que dans les méthodes plus traditionnelles, la complexité peut vraiment augmenter le prix et le délai de livraison. «
Au cœur de cette révolution technologique se trouvent des matériaux avancés comme Ultem 9085 et Nylon11 à base de plantes, chacun choisi pour leurs propriétés uniques qui s'adressent à l'environnement exigeant de la course professionnelle. Ultem 9085, un thermoplastique haute performance, se distingue par son rapport résistance / poids exceptionnel et sa résistance à la chaleur impressionnante. Avec une température de transition en verre de 186 ° C et une température de déflexion de la chaleur de 153 ° C, Ultem 9085 peut résister aux conditions extrêmes à l'intérieur d'une voiture de course.
Les propriétés ignifuges et les certifications de l'industrie aérospatiale d'Ultem 9085 le rendent idéal pour les composants nécessitant une durabilité et une conformité à la sécurité.
D'un autre côté, Nylon11 à base de plantes offre une alternative plus durable sans compromettre les performances. Dérivé des haricots ringans, Nylon11 possède des propriétés mécaniques supérieures par rapport à ses homologues à base de pétrole. Sa résistance à l'impact élevé, sa flexibilité et sa capacité à maintenir la résistance même à basse température le rendent particulièrement adapté aux pièces qui subissent une contrainte et des vibrations constantes pendant les courses. La faible absorption de l'humidité et la résistance chimique du matériau contribuent encore à sa longévité dans l'environnement de course dur.
Les processus de fabrication employés par les équipes NASCAR ont également connu des progrès importants. Les technologies de modélisation des dépôts fusionnées (FDM) et de stéréolithographie (SLA) sont désormais à l'avant-garde de la production de pièces. FDM, utilisé dans des imprimantes comme les Stratasys F370, 450MC et F900, excelle dans la création de pièces robustes et fonctionnelles en extrudant la couche de filaments thermoplastiques par couche.
Cette méthode permet la production de géométries complexes qui seraient difficiles ou impossibles à réaliser avec les techniques de fabrication traditionnelles.
La stéréolithographie, en revanche, offre une précision et une finition de surface inégalées. L'imprimante SLA STRATASYS NEO800, récemment ajoutée à l'arsenal de NASCAR, utilise un laser pour guérir la résine liquide en parties solides. Cette technologie est particulièrement utile pour créer des composants aérodynamiques et des modèles d'essai de soufflerie, où même la moindre imperfection de surface peut affecter les données de performance.
La précision et la vitesse de l'impression 3D se sont révélées inestimables dans l'environnement à haute pression de NASCAR. Abro raconte un incident où Joe Gibbs Racing a rencontré un composant de tube mal ajusté. En utilisant l'impression 3D, ils ont rapidement produit un luminaire personnalisé, identifiant le problème et le signalant à leur fournisseur. Ce processus, qui aurait pu auparavant nécessité un usinage CNC long et coûteux, a été achevé efficacement et rentable.
« Ce que ces équipes n'ont jamais eu, c'est du temps supplémentaire », a déclaré Abro à propos du monde au rythme rapide de NASCAR.
Beaucoup de pièces imprimées en 3D utilisées par Joe Gibbs Racing sont des conduits, cruciaux pour gérer le flux d'air. Ces composants jouent un rôle essentiel dans la création de la force d'appui, le refroidissement des moteurs, la régulation de la température du conducteur et même la création de traînées pour des virages tranchants.
Alors que la technologie continue d'évoluer, ABRO prédit que la prochaine frontière de l'impression 3D se concentrera sur l'augmentation du débit. « Si vous avez besoin d'une centaine de versions différentes de quelque chose, vous ne voulez pas une centaine d'imprimantes côte à côte », a-t-il déclaré. « Vous voulez obtenir les cinq imprimantes que vous avez l'impression plus rapidement. »
L'impression 3D pour la modification des voitures personnalisées se développe au-delà de NASCAR. Lors de la vitrine annuelle de SEMA, une petite boutique appelée Blazin Rods a démontré le potentiel de cette technologie en créant le « Doughboy », une Chevrolet Chevelle de 1970 fortement modifiée avec de nombreuses pièces imprimées en 3D. Cette approche innovante leur a valu le prix du meilleur véhicule d'ingénierie de SEMA.
