La nouveauté réside dans la chaîne de fabrication.
Après 34 mois de travaux, HÖRMANN Vehicle Engineering (HVE) et les partenaires de son consortium ont achevé 3D-FiberTrain. Ce projet de recherche concerne la production sans outillage de composants de peau extérieure pour les véhicules ferroviaires. Il cible des pièces de grande dimension et fortement sollicitées.
Spécialisée dans la chaîne de développement des véhicules ferroviaires, routiers et spéciaux, la société d’ingénierie a retenu comme démonstrateurs le nez et la jupe avant du train à grande vitesse Velaro MultiSystem de Siemens Mobility (l’ICE 3neo, série 408), une plateforme conçue pour des vitesses commerciales pouvant atteindre 320 km/h.
Ces composants sont aujourd’hui produits en composites thermodurcissables renforcés de fibres, par moulage au contact (hand lay-up) ou infusion sous vide. Selon HVE, ces procédés présentent des contraintes bien connues : coûts d’outillage élevés, temps de production longs et travail manuel important. Leurs matériaux sont aussi difficilement recyclables.
Une chaîne de fabrication en trois étapes
L’alternative développée par le consortium combine trois étapes :
- Une extrusion grand format alimentée en granulés imprime la géométrie complexe, sans moule dédié ;
- Un procédé de dépose de bandes 3D nouvellement développé ajoute ensuite un renfort en fibres continues le long des lignes de charge, en ciblant uniquement les zones fortement sollicitées ;
- Un usinage automatisé referme la chaîne et assure la précision dimensionnelle ainsi que la qualité de surface.
La chaîne étant entièrement thermoplastique, le consortium indique qu’elle est totalement recyclable.
HVE a piloté le projet et défini les exigences, le cahier des charges de conception et la validation structurelle. L’entreprise a travaillé aux côtés de Fraunhofer IWU (Centre des plastiques de Haute-Lusace, Zittau), Fraunhofer IMWS (Schkopau), Lakowa GmbH (Wilthen) et Siemens Mobility en tant que partenaire associé.
Le projet s’est déroulé de septembre 2023 à juin 2026 sous la convention n° 19I23008A. Le ministère fédéral allemand de l’Économie et de l’Énergie l’a financé avec le soutien de l’Union européenne.
HVE révèle des coûts de fabrication réduits pour les petites et moyennes séries, des délais raccourcis, une empreinte carbone diminuée et des itérations de conception plus rapides.
Des démonstrateurs dans un secteur déjà actif
Un certain nombre de pièces extérieures ferroviaires ont déjà été fabriquées de manière additive. Comme nous le rapportions en 2020, Siemens Mobility imprimait déjà des éléments de carénage frontal pour tramways dans le cadre de son programme Easy Sparovation, tandis que DB ESG et Angel Trains testaient des pièces intérieures en ULTEM 9085 sur des trains de voyageurs britanniques.
Depuis, d’autres applications et développements propres à ce secteur ont vu le jour : les disques de frein d’Eplus3D (2022), les matériaux conformes aux exigences ferroviaires de SABIC (2022), ou encore les travaux de Hitachi Rail avec Roboze sur les pièces de rechange (2024).
Aux côtés de ces autres applications, la combinaison de l’extrusion, du renfort en fibres continues et de l’usinage mise en œuvre dans 3D-FiberTrain plaide pour une approche de fabrication hybride dans l’industrie ferroviaire.
Cela dit, les pièces extérieures ferroviaires doivent satisfaire aux exigences applicables de sécurité incendie et de résistance structurelle. Le communiqué établit la validation d’une chaîne de fabrication et de composants démonstrateurs, sans attester une homologation pour le service voyageurs.
Source : HÖRMANN Vehicle Engineering — 21 juillet 2026.
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