Des pièces en titane pour des voitures de course

Sirris fabrique pour des véhicules de compétition de grandes pièces en alliage de titane par Electron

Beam Melting. Une conception efficace et un process optimisé permettent de les rendre plus légères et

moins coûteuses.

La technologie de fabrication additive EBM, Electron Beam Melting (Arcam), est installée chez Sirris

depuis 2008. Elle permet de produire en quelques heures des pièces near net shape de forme

complexe par fusion couche par couche de poudre métallique. Le médical est un des grands secteurs

utilisateurs mais des applications apparaissent dans de nombreux autres domaines.

Ainsi, Sirris vient de produire en quatre exemplaires une pièce d'essieu de voiture en titane (Ti6Al4V)

dans le cadre du projet Formula Group T Team du GroupT sponsorisé par le Centre.

L'encombrement de la pièce est important : 164 mm x 165 mm x 282 mm. En Belgique, seul Sirris

dispose d'un équipement avec une capacité de plus de 300 mm en hauteur.

La fabrication de cette pièce a donné lieu à plusieurs innovations intéressantes :

La première pièce prototype a nécessité 32 h machine. Cette durée a été réduite de 8 h pour

les suivantes grâce à une optimisation du process : placement des pièces, fixation et forme des

supports pour les éléments en porte-à-faux…

Les supports, dans la technique EBM, sont généralement continus et conçus pour évacuer la

chaleur du process. Sirris a étudié un autre mode d'échange thermique et a conçu un autre

type de support qui s'est traduit par une économie de matière, une réduction du temps

machine et une diminution du temps de finition, trois facteurs de coût.

On sait que le prix de l'alliage titane pour l'EBM est important, 210 €/kg; tout gain a ce niveau

est donc appréciable.

Avec l'équipe des jeunes concepteurs, l'ensemble de la pièce a été revu et évidé en vue de son

allègement. Les supports internes ont été rendus inutiles. La réduction du poids de la nouvelle

conception par rapport à l'ancienne est de 50%. Le poids gagné en support est de 86 %.

Les logos et autres marquages ont été incrustés en surface directement à la fabrication.

La pièce fabriquée par EBM est near net shape. Dans le cas présent, il ne reste plus qu'à procéder à une

reprise d'usinage au niveau des axes principaux et du logement du roulement à billes pour respecter la

précision nécessaire de 300 µm.

D'autres pièces pour les mêmes voitures de course sont actuellement à l'étude; elles devraient

bénéficier d'une structure très allégée ("lattice"). Le gain de poids attendu, par rapport à la pièce plaine

en titane est de 70-80%.

Personne de contact Sirris : Carsten Engel