Ford et Red Bull Powertrains utilisent l’impression 3D pour optimiser les véhicules de F1

En 2023, Ford Motor Company s’est associé à Red Bull Powertrains pour concourir en Formule 1. Cela faisait plus de deux décennies que Ford n’avait pas été présent sur les circuits, et désormais, Ford et Red Bull Powertrains collaborent au développement de la prochaine génération d’unités de puissance hybrides pour les équipes Oracle Red Bull Racing et AlphaTauri. Les voitures de Red Bull Racing respecteront les normes imposées par la FIA (Fédération Internationale de l’Automobile) pour la Formule 1, qui entreront en vigueur en 2026. Ces nouvelles réglementations exigent notamment une meilleure aérodynamique et l’utilisation de carburants neutres en carbone. Ce qui nous intéresse ici, c’est que Ford exploite la fabrication additive pour répondre à ces exigences.

Depuis deux ans, Ford utilise l’impression 3D pour améliorer ses voitures de course et les adapter aux nouvelles normes imposées par la FIA. À ce jour, l’entreprise a fabriqué plus de 1 000 composants imprimés en 3D pour Red Bull Powertrains. Actuellement, Red Bull Powertrains collabore avec Honda, mais à partir de 2026 et jusqu’en 2030, Ford deviendra son nouveau partenaire officiel. Les deux entreprises unissent leurs efforts pour moderniser les voitures de course en Formule 1, avec pour objectif de recréer entièrement l’unité de puissance des véhicules de l’écurie Red Bull Racing.

En 2024, la FIA a dévoilé le nouveau règlement technique de 2026 ainsi que les premières images de ce à quoi ressembleront les voitures de Formule 1 de nouvelle génération. (Crédit photo : FIA)

Les nouvelles normes de la FIA pour la Formule 1

Pour rendre la Formule 1 plus durable et en phase avec les exigences de la modernité, des normes élevées ont été établies, que chaque constructeur participant devra respecter d’ici 2026. Les voitures devront être, par rapport aux mesures actuelles, 30 kg plus légères, 20 cm plus courtes et 10 cm plus étroites. De plus, afin de faciliter les dépassements, chaque véhicule devra être équipé d’un double système d’aérodynamique active, à l’avant et à l’arrière, remplaçant l’actuel système de réduction de traînée (DRS). Les carburants devront également être durables, et les unités de puissance devront réduire leur part de puissance endothermique tout en augmentant leur puissance électrique.

En résumé, la F1 souhaite offrir à ses millions de spectateurs des courses à la fois plus spectaculaires et plus respectueuses de l’environnement. L’augmentation des exigences en matière d’aérodynamique vise notamment à favoriser les dépassements, même sur des circuits urbains comme ceux de Monaco et de Bakou. Pour répondre aux exigences strictes imposées par la FIA, Ford et Red Bull Powertrains collaborent et adoptent des technologies avancées telles que la fabrication additive, l’informatique cloud d’Oracle et la suite logicielle industrielle Siemens Xcelerator afin d’optimiser les processus.

Performance et sécurité

Les 1 000 composants imprimés en 3D par Ford pour Red Bull sont des pièces haute performance, fabriquées à partir de matériaux comme le métal et les polymères. Elles doivent résister à des vitesses dépassant les 300 km/h et, par conséquent, à des températures extrêmes. Il est donc essentiel de tester leur résistance mécanique, leur dureté et leur conformité géométrique. Ford a notamment produit des plaques de refroidissement pour batteries ainsi que d’autres systèmes de refroidissement pour Red Bull Powertrains, soumis à des examens par radiographie et tomographie assistée par ordinateur (CT).

Ce sont des outils précieux pour analyser la structure interne des composants, car ils permettent de créer des modèles numériques à partir des données collectées. En effet, les CT détectent la présence de vides à l’intérieur des pièces imprimées ainsi que d’éventuelles zones de délamination, où les couches formées lors de l’impression se séparent. Ces analyses facilitent ainsi l’identification et la résolution des défauts pouvant survenir lors des différents tests mécaniques, optimisant et accélérant ainsi la production.

L’association de la fabrication additive et de procédures avancées d’inspection 3D permet donc de produire des pièces à la fois performantes et sécurisées. Cependant, Ford ne se limite pas aux pièces issues de l’impression 3D : l’entreprise utilise également ces technologies de scan et d’autres tests pour inspecter l’ensemble des composants fabriqués.

Ford et l’impression 3D au-delà de la Formule 1

Ford utilise la fabrication additive à diverses fins depuis plusieurs années. En 2023, l’entreprise a ouvert le Cologne Electrification Center en Allemagne, un centre spécialisé dans l’impression 3D pour soutenir la production de la première série de véhicules 100 % électriques fabriqués en Europe. Douze imprimantes 3D de haute technologie sont utilisées au Cologne Electrification Center pour produire une large gamme de pièces en polymère et en métal. Ces pièces peuvent mesurer quelques centimètres de long et peser seulement 30 grammes, jusqu’à atteindre 2,4 mètres de longueur et 15 kilogrammes.

Le Cologne Electrification Center, l’usine de Ford en Allemagne. (Crédit photo : Ford Media Center)

Le siège allemand de Ford utilise l’impression 3D depuis les années 1990, lorsque les ingénieurs du centre de développement de Merkenich ont commencé à imprimer en 3D des pièces pour des véhicules d’essai et des prototypes. Mais ce n’est pas tout : en 2019, au Ford Research and Innovation Center du Michigan, la plus grande pièce métallique jamais réalisée en impression 3D a été produite. L’équipe a reproduit un collecteur d’admission en aluminium pour le moteur d’une Ford F-150. De plus, un catalogue de 5 000 pièces imprimables en 3D a été créé à l’usine de Ford à Valence, en Espagne, afin de proposer des solutions innovantes pour diverses étapes du processus de production de l’usine. En 2021, un total de 20 000 pièces imprimées ont été réalisées. Enfin, Ford utilise l’impression 3D pour automatiser les processus de production.

Il ne nous reste plus qu’à attendre 2026 pour voir les voitures conçues par Red Bull Powertrains et Ford filer sur les circuits de Formule 1. En attendant, Ford continuera d’exploiter la fabrication additive pour améliorer l’efficacité dans le développement de pièces haute performance.

Que pensez-vous de la collaboration entre Ford et Red Bull Powertrains ? N’hésitez pas à partager votre avis dans les commentaires de l’article. Vous êtes intéressés par l’actualité de l’impression 3D dans l’automobile ? Cliquez ICI. Vous pouvez aussi nous suivre sur Facebook ou LinkedIn !

*Crédits photo : Ford Media Center