Uniformity Labs, une société américaine qui développe des solutions matérielles et logicielles pour les utilisateurs des technologies de fabrication additive, a récemment imprimé en 3D une pièce automobile avec son AlSi10Mg à très faible porosité.
Cette pièce, un arceau de sécurité, permet de rigidifier le châssis, ce qui est souhaitable dans les applications de course. Il convient de noter que la conception des arceaux dépend généralement de l’application, d’où les diverses spécifications et réglementations qui résultent des organisations de course. Toutefois, la plupart de ces organisations harmonisent leurs règlements avec ceux de la FIA.
Dans ce cas précis, l’arceau de sécurité a été conçu pour une course à l’énergie solaire. Il sera utilisé sur une voiture participant au Bridgestone World Solar Challenge, un événement international pour les voitures à énergie solaire parcourant 3000 kilomètres dans l’arrière-pays australien.
Le processus de fabrication a nécessité la combinaison d’une imprimante 3D SLM 280 2.0 Dual Laser sur fusion de lit de poudre et d’une poudre AlSi10Mg à très faible porosité. Cette dernière est une poudre d’alliage d’aluminium qui a déjà prouvé ses capacités dans la production de pièces dans diverses industries.
Selon Uniformity Labs, l’arceau a été imprimé avec une épaisseur de couche de 30um pour obtenir une finition de surface fantastique et permet d’atteindre « le niveau de productivité d’une impression avec une épaisseur de couche de 60um. »
Les autres propriétés mécaniques du matériau révèlent :
- AlSi10Mg Informations mécaniques et de densité
- Trois fois le débit à une densité de 99,8%+ (moyenne de 99,9%)
- Résistance ultime à la traction (Rm z) – 406 ± 14 MPa/ 251 ± 8 MPa
- Résistance ultime à la traction (Rm xy) – 438 ± 18 MPa/ 247 ± 9 MPa
- Limite d’élasticité (Rm z) 264 ± 8 MPa/148 ± 5
- Limite d’élasticité (Rm xy) 291 ± 12 MPa/156 ± 4
- Allongement à la rupture (Rm z) 3,7 ± 0,7 %/14,2 ± 1,1 %.
- Allongement à la rupture (Rm xy) 7,2 ± 1,1 %/17,3 ± 2,0 %.
- Rugosité de surface dans la direction z (sans traitement) (um) 3.4 ± 0.9
Un communiqué de presse explique que l’équipe d’ingénieurs de la voiture a utilisé des techniques d’optimisation topologique pour concevoir la pièce afin de garantir sa résistance tout en réduisant l’utilisation de matériaux (poids). Le coût et les performances du matériau étant des facteurs critiques, ils ont remplacé la fibre de carbone par une pièce fabriquée par fabrication additive à partir de la poudre Uniformity AlSi10Mg. La poudre d’alliage d’aluminium s’avère être une alternative viable dans les pièces robustes et légères qui sont nécessaires pour accélérer la transition vers des systèmes de mobilité plus propres, plus sûrs et plus inclusifs.
« C’est un excellent exemple de la façon dont notre innovation peut améliorer considérablement la conception des pièces en utilisant nos poudres avancées et les techniques modernes de FA », a déclaré Adam Hopkins, fondateur et CEO d’Uniformity Labs. « Notre AlSi10Mg à très faible porosité et nos procédés d’impression ont permis à l’équipe de développement de la voiture de créer une meilleure pièce rapidement, à moindre coût, et optimisée pour les paramètres de poids et de sécurité nécessaires. »
« Il est facile de voir comment les processus utilisés et les avantages offerts par la production de l’arceau de sécurité peuvent s’appliquer à la création de pièces complexes destinées à être utilisées dans des industries courantes telles que l’aviation, l’automobile et l’électronique grand public », poursuit M. Hopkins. « C’est là tout l’intérêt de notre technologie ».
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