[Technologie] L'impression 3D arrive dans nos moteurs

[nico4G]

Impression 3D métal : une technologie d'avenir pour des moteurs plus compacts et plus légers

Une équipe d’ingénieurs et de concepteurs Renault Trucks travaille sur un procédé de fabrication additive qui permet d’accroître les performances des moteurs : l’impression 3D métal. Une technologie d’avenir qui devient aujourd’hui une réalité, des pièces complexes ayant été testées avec succès au cœur d’un moteur Euro 6. 

Le bureau d’études moteur Renault Trucks de Lyon a fait le pari de la fabrication additive métal en tant que procédé de fabrication des moteurs de demain. Un moteur prototype DTI 5 quatre cylindres Euro 6 step C a été conçu en utilisant exclusivement l’impression 3D. 

Si le moteur complet a déjà été conçu de manière virtuelle, des culbuteurs et supports de culbuteurs ont été fabriqués par impression 3D métal et testés avec succès au cœur d’un moteur Euro 6, sur banc, durant 600 heures. « Le but de ce projet est de démontrer l’impact positif de la fabrication additive métallique sur la taille et la masse du moteur. Ce procédé nous a permis de diminuer de 25 %, soit 120 kg, le poids d’un moteur quatre cylindres », explique Damien Lemasson, chef de projet chez Renault Trucks. « Les tests effectués prouvent la durabilité des composants du moteur réalisés en impression 3D. Ce n’est pas de la cosmétique. » 

La fabrication additive métal offre de nouvelles perspectives de développement pour les moteurs thermiques. Ce procédé d’impression, fonctionnant par ajout de matière, couche après couche, permet de réaliser des formes complexes, organiques. Il permet d’optimiser le dimensionnement des pièces et de réduire le nombre d’opérations d'assemblage, donc le nombre de composants d’un moteur. « La fabrication additive permet de s’affranchir des contraintes et de libérer la créativité des ingénieurs. Ce procédé offre une perspective de rupture technologique sur les moteurs de demain, qui seraient plus fonctionnels, plus légers et donc offriraient des prestations optimales », précise Damien Lemasson. Le nombre de composants du moteur DTI 5 a été réduit de 25 %, soit 200 pièces en moins. 

Pour les transporteurs, les avantages de l’impression 3D métal sont multiples. Ils verraient le coût total d’exploitation de leur flotte de véhicules optimisé : la diminution de la masse moteur autorisant plus de charge utile et une réduction de la consommation de carburant. 

À court terme, ce procédé de fabrication pourrait être utilisé pour des applications très spécifiques ou pour des petites séries. Après ces premiers essais concluants, les ingénieurs Renault Trucks continuent de travailler sur ce procédé de fabrication afin d’augmenter toujours plus la fonctionnalité des pièces et leurs performances. 

Source: Auto-innovation

[MishieruVTEC]

J'étais sceptique sur le fait que les pièces ne supportent pas les contraintes d'usure et les efforts, mais chapeau ! De plus, ce procédé pourra réduire les vibrations et augmenter en conséquence les performances, augmenter le rendement moteur, qui est déjà mauvais, et réduire la consommation.

[niavlysj]

Ferrari en F1 utilise ce procédé pour les pistons et autres divers composants, donc à priori ça supporte bien les contraintes

les trucks, ça reste de la "petite" série (c'est loin d'être ridicule tout de meme), mais ça pourrait arriver rapidement dans l'automobile tout de meme.

[nico4G]

Je pense que dans 5 à 10 ans une grande partie de nos automobiles seront réalisées avec ce procédé. Cette technologie devrait très vite prendre de l'essor dans tous les domaines industriels.

Concernant la résistance des matériaux, du fait que ce soit de l'ajout couche par couche. Je ne sais pas l'épaisseur des couches, mais probablement autour du 10ème de millimètre. Je pense que cela fiabilise les pièces fabriquées, même si rien n'est parfait, face à des pièces moulées par exemple qui peuvent parfois contenir des défauts.

[vroomdams]

J'ai vu que PSA utilisent des carters en plastiques maintenant, qui sont visiblement en impression 3D aussi ( fin, c'est ce qu'on m'a dit ).

Par contre je ne savais pas qu'on pouvais imprimer "du métal" aussi

[boyou2]

ça fait quelques années deja que Koenigsegg fait ses turbos en impression 3D

[gineto]

Beaucoup de société dans l'industrie mécanique utilise ce procédé pour les pièces proto.
Facilité de mise en œuvre... mais limité sur certaines nuances de matières.

Je ne sais pas ce qu'il en est en pièce série grande cadence, ça permettrait d'économiser sur les outillages (moule, etc...) mais pour beaucoup ça nécessite quand même une reprise d'usinage et/ou traitement, précision / état de surface / dureté etc...

C'est un procédé en pleine expansion, l'avenir est prometteur de ce coté là

[Nakago]

Ca permettrait aussi de fournir plus longtemps des pièces détachées. Plus besoin de reconfigurer des chaines de fabrication, il suffit de garder les fichiers et de relancer l'impression.

[boyou2]

idem avec des organes, on arretera de kidnapper des pôv chti nenfants dans le monde pour ça
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[Vidéo: https://www.youtube.com/watch?v=DNedUZxP8NU]

elle a deja 3ans la vidéo

[Oncle Fétide]

Impressionnant !

[Anarchti]

C'est une techno qui va devenir de plus en plus abordable.

En Aéro et dans le spatial on utilise ce procédé depuis plus d'une décennie déjà.

En fait il s'agit d'une succession de couche 2D, ou "lit de poudre", qui sont successivement soudé entre eux par laser.
Mais d'autre procédés de fabrication existent et se développe.

Ça donne des structures en treillis qui ressemble à rien ^^

[Low'82]

La ou je bosse on fait de l'impression 3D plastique et résine (polymérisation par laser). Et dans notre service en Allemagne ils ont une impression 3D métallique. Les seules matières imprimables sont l'inconel et le titane.

Et le titane a 1000€ le kilo de poudre t'as pas intérêt à te chier sur l'impression

Et pour info sur les Airbus (A350 et A380 notamment) il y a des pièces en plastiques (ULTEM, seul plastique avionable) et titane en impression 3D

[nato66]

Le but du jeu à long terme, c'est d'acheter sa voiture sur internet et de l'imprimer dans son garage...

Pour fabriquer en série c'est encore cher, mais ça offre pas mal de libertés pour créer des objets ou véhicules en repoussant certaines contraintes, dont par exemple le démoulage, les formes complexes, la dilatation de certains thermo-moulages, les jeux entre pièces, etc...

Et en Design, ça permet de se lacher sur les formes, même si pour le moment il faut lisser les surfaces imprimées en plastique car elles ne sont pas super propres.

C¡est magique comme technique.

[nico4G]

A terme, les personnes qui sauront faire un peu de programmation et auront leur imprimante chez eux, pourrons faire certains objets du quotidien eux-mêmes comme des fourchettes ou des assiettes.

Couplé à internet, des plans et programmes pour une multitude d'objets seront accessibles à tous.

[nato66]

Il y a déjà des sites qui vendent des 3D prêts à passer dans des machines domestiques.

mais ça coute un bras pour faire un truc de 20 cm de large.

[Anarchti]

Et le titane a 1000€ le kilo de poudre t'as pas intérêt à te chier sur l'impression

Et pour info sur les Airbus (A350 et A380 notamment) il y a des pièces en plastiques (ULTEM, seul plastique avionable) et titane en impression 3D

Encore un peu et le prix du kg de poudre de titane serait plus chère que le kilo de coke ^^
D'ailleurs les nouveaux moteurs LEAP qui équipe la nouvelles gamme d'A320neo intègre des pièces faites par fabrication additive. On y vient on y vient ^^
C'est vraiment une petite révolution qui se mets en place. On développe de nouveaux matériaux, on repense la metalurgie, la conception, l'industrialisation... c'est vraiment une affaire à suivre!

[JP32]

J en ai acheté une pour le boulot...un modèle basique avec scanner....mais qu est ce que cela prend comme temps pour calibrer, vérifier, imprimer en plusieurs heures un objet, pour voir qu il ne convient pas, et que il faut changer des paramètres, essayer, ré imprimer etc... bref...

[Anarchti]

"Qui ne tente rien n'a rien" ^^

[folken]

Beaucoup d'impressions 3D "métal" sont en réalité un moule perdu fabriqué par l'imprimante 3D et on coule ensuite du métal à la place par un procédé classique de fonderie.
Ca permet de faire des formes plus complexes qu'avec le traditionnel moule en sable.

A côté de ça il y a les différentes technos évoquées ici.
J'aimerais bien savoir laquelle / lesquelles ont été employées pour ce moteur.

Par contre aucune de ces techniques ne permet de faire de pièces forgées.
Ca a du pour et du contre, je pense que le mieux reste de mixer les technologies pour prendre la plus adaptée en fonction de la pièce à imprimer.

[Low'82]

Nous on a plus simple, on a une imprimante 3D avec un plateau de 350*350*400 (le tout en mm).

On passe par Catia pour générer le 3D de la pièce que l'on souhaite imprimer, suite à ça on passe par un autre logiciel qui va s'occuper de "découper" la pièce en plusieurs couches, et de définir ou mettre du support (et oui, le plastique fondu ça tiens pas tout seul )

Et c'est extrêmement rare qu'on chie une impression

[nato66]

le garage de rêve:

une ceintreuse numérique, et une imprimante 3D de 3m de long...