News Jeudi 5 septembre 2019 - 10:08

La fabrication additive au cœur des essaies de la Formule 1 de 2021

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La Fédération internationale de l'automobile (FIA) gère les plus importantes épreuves de course automobile mondiales. Elle s’occupe notamment de la réglementation des courses Formule 1 (F1) et des voitures. Pour cela, elle définit les conceptions et les règles des voitures – comme le halo, système de protection frontal du cockpit – qu’elle teste à l'aide de modèles de voitures prototypes. Pour la saison 2021, « la fédération a exprimé le souhait de briser les règles », a déclaré Nikolas Tombazis, responsable des questions techniques monoplaces de la FIA. Elle souhaite ainsi encourager les coureurs à se dépasser les uns les autres. Par conséquent, la FIA aurait effectué un nombre sans précédent de travaux de R&D sur les véhicules. Des essais en soufflerie avec une maquette à l’échelle 50 % ont été effectués pour aider à confirmer les données produites par la recherche de la mécanique des fluides numérique (Computational Fluid Dynamics - CFD). Pour réaliser cette maquette, la FIA a fait appel à la fabrication additive !

Réalisation de maquette pour des tests en soufflerie

Depuis un an, la FIA a travaillé sur la réglementation de la Formule 1 pour l’année 2021, avec l'objectif de faciliter les dépassements. Le prototype a été soumis à des essais en soufflerie à l'aide d'une maquette conçue par fabrication additive à l'échelle 50 %. L'utilisation de l'impression 3D pour créer les modèles réduits a apporté un certain nombre d'avantages à l'équipe de développement. « Le modèle à 50 % prend moins de place dans le tunnel et nous permet de mieux observer. Avec un modèle taille réelle, nous ne verrions qu’un dixième de la voiture, donc l’échelle 50 % est un bon compromis dans la mesure où nous pouvons encore obtenir un bon niveau de détail sur le modèle, mais nous avons toujours de la distance derrière pour observer les résultats aérodynamiques. Il est vrai que les équipes ont encore tendance à tester des modèles à 60 %. Il y a des avantages à cela, dans la modélisation, mais les techniques modernes de fabrication, en particulier les méthodes de fabrication additive, permettent aujourd’hui de produire des modèles très précis à 50 % », a déclaré Pat Symonds, directeur technique de F1. Traditionnellement, les voitures à taille réelle (100%) ne sont pas utilisées en soufflerie car leur utilisation a été interdite, il y a quelques années, en raison du coût de production élevé du modèle. Réglementation qui pourrait également changer avec la fabrication additive !

La FIA a exceptionnellement partagé une vidéo montrant les essais en soufflerie de la maquette à l'échelle 50 %, fonctionnant pour la première fois avec des pneus de 18 pouces. Le système de râteau automatique de la soufflerie Sauber se déplace derrière la voiture afin de mesurer son débit d'air, ou « sillage ». Le sillage est surveillé afin que la F1 et la FIA puissent tenter d'améliorer la capacité des voitures à se suivre l'une derrière l'autre, puis à dépasser l'autre véhicule. Un élément important de la mesure du sillage du véhicule 2021 réside dans la production d'une maquette détaillée à l'échelle de 50 % rendue possible par l'impression 3D. 

Impression 3D en Formule 1

De nombreuses écuries de F1 intègrent désormais la fabrication additive pour le prototypage et la production de pièces qui améliorent les performances des voitures. McLaren et Strakka Racing travaillent avec ou possèdent des machines Stratasys, Williams Martini Racing avec EOS, Sauber Motorsport AG avec Additive Industries et 3D Systems, Ferrari avec Magneti Marelli. Plus récemment, Jabil a annoncé un partenariat avec le Renault F1 Team – déjà équipée d’imprimante 3D Systems – pour produire des pièces automobiles imprimées en 3D pour sa voiture de Formule 1 participant au Championnat du monde de Formule 1 2019. 

La société 3DDC, fournisseur de niveau 1 dans le secteur de la Formule 1, a récemment investi dans une imprimante 3D ProMaker P1000 pour son département d'impression 3D. « La machine ProMaker P1000 était un choix évident pour nous afin d'augmenter nos capacités en impression 3D. La qualité des pièces produites par la ProMaker P1000 et la variété des matériaux disponible en fabrication additive SLS correspondent parfaitement à nos critères », a commenté Alex Michniak, directeur général de 3DDC.

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