Des moules imprimés en un temps record pour la conception d’une monoplace type Formule 1

Une monoplace conçue et réalisée en à peine un an et demi ? Les étudiants de l’ESTACA Formula Team ont relevé le défi ! Grâce au partenariat avec HAVA3D Group, les 55 étudiants ont mis au point une monoplace performante et innovante intégrant des pièces en carbone conçues à partir de moules imprimées en 3D.  

La Formula Student est une compétition automobile internationale évaluant la conception et la production d’une monoplace. Le but est de noter le projet dans sa globalité, c’est-à-dire évaluer les choix techniques et l’organisation au sein des équipes.   

Cette année, et pour la quatrième fois, l’association ESTACA Formula Team s’est lancé le défi de fabriquer une monoplace de type Formule 1 en moins d’un an et demi, en utilisant l’impression 3D.   

L’ESTACA Formula Team, le moteur d’une passion

L’ESTACA Formula Team est une association créée en 2010 par cinq étudiants passionnés par l’univers du sport automobile. Depuis lors, l’association a participé à de nombreuses compétitions de Formula Student en Europe. Elle s’est fixé pour objectif de concevoir des monoplaces toujours plus performantes.    

La formule d’une monoplace réussie

Alors que le cycle de vie d’EC-03 touche à sa fin, l’équipe de l’ESTACA Formula Team constituée de 55 étudiants s’est consacrée à la conception de la prochaine voiture EC-04 alias « Genesis ».   

L’idée est de créer une monoplace à combustion performante, possédant une base polyvalente qui permettra d’amener des innovations techniques et de satisfaire les performances attendues.    

Face à ces défis, cette année, l’accent a été mis sur l’allègement et la fiabilité de la voiture. « Nous essayons d’avoir la voiture la plus fiable et la plus légère possible pour gagner en performance. Nous sommes d’ailleurs passés de 230kg sur l’EC-03 à 200kg sur l’EC-04. », affirme Hugo Allezy, étudiant en 2^e année et Responsable Aérodynamique au sein de l’association.    

L’impression 3D s’invite dans la course automobile   

Afin d’optimiser la performance, les étudiants ont décidé de réduire la masse aérodynamique du véhicule, qui selon eux, le ralentirait. Ils se sont ainsi tournés vers l’impression 3D pour gagner en capacité.    

Dans le cadre du partenariat avec HAVA3D Group, les solutions 3D, notamment UltiMaker S5 Pro Bundle et 3DGence F421 utilisées, ont permis d’imprimer plus rapidement des moules en PLA pour la fabrication de pièces volumineuses telles que les sidepods.

« L’impression 3D est un grand atout qui nous permet d’imprimer des pièces de grandes tailles correspondant au volume et à la précision souhaités. » explique Hug Allezy. « HAVA3D nous a offert de l’aide dans l’impression des moules du pack aérodynamique ainsi que des pièces aux géométries complexes et aux volumes divers, que l’on n’aurait pas pu réaliser avec d’autres matériaux. »  a-t-il ajouté.

Processus de production d’une pièce en carbone à l’aide de moules  

Nos équipes ont ainsi pu livrer 24 moules en PLA pour les ailerons avant et arrière et les sidepods en un temps record de deux semaines. Ces derniers sont ainsi utilisés pour la fabrication de pièces en fibres de carbone.

« Nos équipes sont très heureuses et fières d’avoir apporté une aide matérielle et technique à l’ESTACA Formula Team. C’est une opportunité pour nous de pouvoir participer à un projet en lien avec l’automobile et d’aider les étudiants à voir les différentes possibilités qu’offre la fabrication additive de bureau et industrielle », affirme Kevin Blaise, Responsable Service Technique chez HAVA3D. 

La première étape de fabrication consiste à poncer la surface des moules imprimés, les pièces de carbone y sont drapées et superposées avec des couches de résine. Une fois les pièces déposées dans le moule, celles-ci sont chauffées dans un four à 35°C pendant 5h maximum. Cette étape de post-traitement dure environ une demi-journée. A la sortie des moules, les pièces finales pèsent environ 100gr.    

Avantages de l’impression 3D

La production de moules avec l’impression 3D présente de nombreux avantages : les moules sont extrêmement moins coûteux et beaucoup plus rapides à produire que les moules traditionnels en acier ou en aluminium.   

En somme, l’impression 3D a permis à l’équipe de concevoir et fabriquer une monoplace innovante et performante. Cette technologie ouvre de nouvelles perspectives pour l’industrie automobile, en permettant la production de pièces de grande taille et de forme complexe avec une grande précision, tout en réduisant les coûts de fabrication.    

Formula Student est une opportunité unique pour les étudiants ingénieurs car elle met en pratique leurs compétences techniques et leur créativité. En utilisant l’impression 3D pour fabriquer des voitures de course, les étudiants peuvent explorer les possibilités de cette technologie émergente et mettre en œuvre des solutions innovantes pour relever les défis de l’industrie automobile.    

Les 55 membres sont plus motivés que jamais pour la Formula Student de cet été, avec une voiture améliorée offrant une meilleure tenue de route et une vitesse accrue. Ils ont déjà commencé à travailler sur leur prochain véhicule, l’EC-05, qui symbolisera le passage à l’énergie verte au sein de leur association.