Lamborghini révolutionne le développement de composants légers grâce à l’impression 3D

La Lamborghini Aventador est une voiture de sport biplace qui passe de 0 à 60 mph en seulement 2,9 secondes, atteint une vitesse de pointe d’environ 230 mph et coûte 400 000 $ US. Elle est non seulement 9 % plus puissante, 20 % plus économe en carburant, mais aussi 6 % plus légère que la Murciélago, sa génération précédente. La clé de ces performances exceptionnelles réside dans sa monocoque en composite renforcé de fibres de carbone (CFRC), qui constitue le cœur de sa structure intégrée. Pesant 324,5 livres, la monocoque est la plus grande pièce en CFRC dans une voiture de série, tandis que l’ensemble carrosserie-châssis ne pèse que 505 livres.

Des enjeux élevés

Automobili Lamborghini S.p.A., une entreprise détenue par Audi, qui fait partie du groupe Volkswagen avec des marques telles que Porsche, Bugatti et Bentley, s’est associée au laboratoire des structures composites avancées de l’université de Washington, connu sous le nom de Lamborghini Lab, pour assurer la conception détaillée, le contrôle de qualité, l’amélioration des processus et les tests mécaniques des composants en CFRC, qui représentent 50 % du poids de l’Aventador. La validation de l’ajustement de l’assemblage, l’efficacité des chemins de charge et la résolution des problèmes sont des étapes cruciales qui nécessitent de nombreux prototypes physiques. Paolo Feraboli, professeur de matériaux et de structures aéronautiques à l’université de Washington et directeur du Lamborghini Lab, déclare: “Nous devions réussir la conception dès le premier essai, car l’outillage utilisé pour produire la monocoque coûtait plusieurs millions de dollars.”

L’utilisation de l’impression 3D pour les modèles réduits

Dans le cadre de leurs recherches, le Lamborghini Lab a utilisé une imprimante 3D capable de produire des modèles à l’échelle 1/6 de la carrosserie et du châssis de l’Aventador en une seule pièce. En seulement deux mois, ils ont pu imprimer et assembler ces prototypes réduits. La construction de la baignoire intérieure a pris 6,3 jours et a coûté 560 $. Le temps total de construction et de post-traitement, y compris le retrait des supports, le ponçage et la peinture, était de 20 jours. Le coût total, incluant les matériaux, la main-d’œuvre et le temps d’impression, s’élevait à 3 000 $.

De nombreuses itérations pour des résultats améliorés

Les nombreuses itérations de prototypes réalisées lors du processus de conception ont permis d’obtenir un meilleur ajustement lors de l’assemblage et d’améliorer les chemins de charge. Automobili Lamborghini S.p.A., située à Sant’Agata Bolognese, en Italie, possède également deux machines Stratasys, un système de production 3D Fortus et une imprimante 3D Dimension. Maurizio Reggiani, vice-président senior et directeur de la technologie de Lamborghini, explique : “Nous avons utilisé intensivement la FDM (Fused Deposition Modeling) pour réaliser des prototypes fonctionnels de la nouvelle transmission à sept vitesses de l’Aventador, qui offre un temps de passage des vitesses de 50 millisecondes, le plus rapide sur un véhicule de série.” La transmission à embrayage unique, basée sur le concept de la tige de changement de vitesse indépendante, est une caractéristique clé de l’Aventador, tout comme la monocoque CFRC et les suspensions à poussoirs.

Peu après le lancement de l’Aventador, Lamborghini a annoncé que la production de la première année était déjà épuisée. Paolo Feraboli déclare : “L’Aventador n’est que le premier pas. La fibre de carbone n’est pas réservée qu’aux voitures de performance. Elle peut améliorer l’efficacité énergétique et réduire les émissions de n’importe quel véhicule. Nous envisageons d’utiliser de plus en plus de fibre de carbone pour les véhicules de production de masse du groupe.”

Comparaison entre la technologie FDM et les méthodes traditionnelles pour le Lamborghini Lab

Source: Automobili Lamborghini, Lamborghini Lab, université de Washington