La Porsche 911 GT2 RS de 700 chevaux est déjà sacrément rapide – plus de trois fois plus rapide que la voiture ordinaire moyenne sur la route aujourd'hui. Pour les amateurs de voitures de sport, il n'y a probablement pas de plafond quant au besoin de vitesse et de performances. Et ainsi, Porsche a pu extraire une autre trentaine de chevaux de leur supercar à tirage limité en imprimant un ensemble de pistons ultra-légers.

Les pistons sont gravés au laser. Image via le lecteur

Ces pistons sont imprimés à partir de poudre d'alliage d'aluminium de haute pureté développée par le fabricant allemand de pièces automobiles Mahle. Porsche les fait produire par Mahle en partenariat avec le fabricant de machines industrielles Trumpf en utilisant le processus de fusion laser métal (LMF). Cela ressemble beaucoup au frittage laser sélectif (SLS), mais avec de la poudre métallique au lieu du plastique.

La machine dépoussière le lit d'impression avec une couche de poudre, puis un laser fait fondre la poudre selon le fichier CAO, la durcissant en forme. Ce processus se répète une couche à la fois et les supports sont zappés chaque fois que nécessaire. Lorsque le travail d'impression est terminé, les pistons sont usinés dans leur forme finale brillante et minutieusement testés, tout comme leurs cousins ​​en métal coulé le sont depuis des décennies.

Une nouvelle assiette de pistons. Image via le lecteur

Plus maigre et plus méchant

De manière générale, le prototypage de pièces automobiles avec une imprimante est beaucoup plus rapide que les méthodes traditionnelles. Il n'y a pas de moules à fabriquer, ce qui réduit à la fois le temps et les dépenses. Ces pistons n’ont pas seulement une histoire d’origine sympa – ils présentent des avantages par rapport aux pistons moulés qui les rendent objectivement meilleurs.

L'huile jaillit du port intérieur et tourbillonne à l'intérieur. Image via Mahle

D'une part, la fabrication additive permet des conceptions qui ne sont pas possibles avec le moulage. Toute la graisse a été éliminée de ces pistons – dans cette conception, il n'y a que du matériau où les forces agiront sur le piston, de sorte qu'il finit par peser 10% de moins que les pistons ordinaires.

Cette conception maigre laisse beaucoup de place pour un système de refroidissement intégré, où l'huile jaillit par le bas de la tête du piston et circule à travers les zones les plus chaudes. Lorsque vous avez des pistons plus légers et plus froids, le moteur peut travailler plus fort et tourner plus vite.

Ce n’est pas la première incursion de Porsche dans les pièces imprimées. Les sièges baquets personnalisés sont une option pour deux modèles actuels, et ils offrent également certaines pièces de rechange imprimées de rechange ici et là pour les modèles qui ne sont plus en production.

Porsche n’utilise pas encore ces puissants pistons dans les voitures de série. Le processus de fusion laser des métaux est beaucoup mieux adapté à la production à petite échelle, aux pièces à tirage limité et au prototypage, du moins pour le moment. L'impression d'un lit de cinq pistons prend douze heures, selon cette vidéo sur le processus d'impression.

Tâches d'impression très sollicitées

Qu'est-ce qui pourrait mal tourner avec une version imprimée de quelque chose qui est conçu pour se déplacer si rapidement sous pression? Probablement rien, bien qu’il n’y ait pas eu de temps pour l’observation à long terme. Mahle dit que les pistons imprimés sont extrêmement solides et qu'ils subissent les mêmes tests rigoureux que les pistons forgés. Cela comprend un test de pulsation pour s'assurer qu'il ne se fissure pas sous contrainte, et un test de déchirement de la zone où la tige de piston se connecte. Ensuite, ils ont soumis les pistons à un exercice de stress de 200 heures sur un moteur d'essai 911 GT2 RS.

Une imprimante à béton fabrique une base d'éolienne sur place. Image via GE

L'impression 3D a également repoussé les limites d'autres secteurs. Vous avez sans doute entendu parler de maisons entières imprimées en quelques jours. Les imprimantes à béton aident également les éoliennes à atteindre de nouveaux sommets en permettant l'impression de bases gigantesques sur place. Plus une éolienne est haute, mieux c'est, mais la hauteur supplémentaire nécessite une base plus épaisse. Aux États-Unis, la taille de la base est limitée, entre autres, par la hauteur des viaducs autoroutiers.

Et en ce qui concerne la fabrication additive de pièces de rechange ad hoc, elle n’est pas beaucoup plus sollicitée qu’un réacteur nucléaire. Malgré cela, un projet est en cours au Oak Ridge National Laboratory pour créer un réacteur avec autant de pièces imprimées que possible. Et l'impression de pièces de rechange pour les réacteurs hors production est déjà en cours. Il y a quelques années, Siemens a remplacé une roue défectueuse par une version imprimée et Westinghouse a imprimé un dé à coudre pour contenir des barres de combustible actives.

Conduiriez-vous une voiture avec des pistons imprimés? Vous ne les imprimerez probablement pas vous-même à la maison de si tôt, mais vous pourriez déjà fabriquer des badges de remplacement pour votre voiture de projet, ou avoir suffisamment de temps pour assembler une Lamborghini en plastique pleine grandeur.

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