L’équipe Formula Student Team FST Lisboa du Portugal utilise diverses technologies d’impression 3D pour construire des voitures de course électriques et autonomes de nouvelle génération. Fondée en 2001 par moins de 10 étudiants, l’équipe FST développe depuis lors des véhicules de course pour concourir dans le monde entier.
« Notre vision est de figurer parmi les 10 meilleures équipes électriques d’Europe. Avec son dernier succès – une 9e place sur 39 lors de la compétition FS Germany 2019 – l’équipe est motivée pour atteindre cet objectif cette année encore « , Miguel Lourenço, étudiant en génie électrique et informatique à l’université de Lisbonne et directeur technique des systèmes électriques chez FST.
Cette année, deux prototypes de voitures de course sont au cœur du projet.
Tout d’abord, la FST10e : une voiture de course électrique de conception nouvelle dont l’objectif est de surpasser les performances de son prédécesseur et de se classer dans le top 10. Deuxièmement, la FST10d : un véhicule à conduite autonome basé sur la génération précédente avec le défi de le rendre capable de conduire de manière autonome et de concourir dans toutes les épreuves dynamiques. Pourquoi se concentrer sur ces catégories ? « Nous considérons la conduite électrique et autonome comme l’avenir de l’industrie automobile », explique Lourenço.
Le processus de fabrication
Avec la popularité croissante des technologies d’impression 3D, les ingénieurs de la FST Lisboa ont également commencé à les inclure dans leur processus de construction – cependant, en raison de contraintes budgétaires, ils se sont surtout limités aux imprimantes FDM (Fused Deposition Modeling).
« L’équipe utilise l’impression 3D pour toute application où un prototypage rapide est nécessaire, ou lorsque des formes complexes sont difficiles à produire avec les méthodes de fabrication conventionnelles », explique Miguel. Parmi les exemples, citons les conteneurs, les gaines, les manchons, les moules et les outils divers pour leur atelier. La fragilité des prototypes FDM, ainsi que les imprécisions de conception et les restrictions de taille, ont motivé les étudiants à rechercher d’autres technologies additives adaptées aux pièces d’utilisation finale.
Faible densité, poids léger, étanchéité, durabilité élevée et – pour les pièces du groupe motopropulseur – température et isolation spécifiques : compte tenu des vitesses et des forces résultantes, les exigences en matière de matériaux pour les composants des voitures de course sont évidemment élevées.
Afin de tirer parti d’une technologie capable de répondre à ces exigences, l’équipe FST s’est tournée vers Sintratec, fabricant d’imprimantes 3D SLS, qui a décidé de parrainer le processus de fabrication de plusieurs composants du projet.
La technologie Sintratec est utilisée dans les deux véhicules pour les conteneurs électroniques, les supports de caméra et d’écran, ainsi que pour les conduits du système de refroidissement. Comme le SLS permet des géométries très complexes et ne nécessite aucune structure de support, les étudiants ont été particulièrement libres dans leur processus de conception. Pour Miguel, outre le faible poids et la robustesse, un autre avantage est devenu évident : « La technologie SLS a fait la différence, notamment pour les composants de refroidissement, car les pièces présentent un excellent état de surface, ce qui améliore les performances aérodynamiques globales de ces zones », souligne-t-il. Peu après l’intégration des pièces en nylon fritté dans les deux véhicules, les voitures étaient prêtes à être testées.
À la fin du mois de mai, l’équipe FST a sorti avec succès ses prototypes. Miguel a été convaincu par la technologie Sintratec : « Le frittage sélectif par laser a définitivement sa place dans l’avenir, en particulier dans l’industrie automobile », déclare-t-il. Comme le procédé produit moins de déchets que les méthodes de fabrication conventionnelles, il constitue également une option plus durable. Et qu’en est-il du partenariat avec Sintratec ? Miguel résume : « Malgré la distance entre nos pays – le Portugal et la Suisse – la relation s’est sentie professionnelle et étroite, et cela se voit dans les résultats. »
Les deux coureurs de FST Lisboa participeront aux épreuves de Formula Student Germany et Formula Student Spain en août prochain.
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