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Les véhicules conçus à l’aide de la fabrication additive

Publié le 9 septembre 2021 par Mélanie W.
véhicule imprimé en 3D

Comme vous avez surement dû le remarquer, la fabrication additive se démocratise de plus en plus dans le secteur de l’automobile, et désormais, de nombreux véhicules sont conçus partiellement ou entièrement grâce aux technologies 3D. Des voitures aux motos en passant par les transports en commun, il existe de multiples exemples, et ce, pour plusieurs raisons. L’impression 3D permet aux fabricants de gagner du temps, de réduire les coûts, de créer des moyens de transport plus respectueux de l’environnement et plus légers que ceux traditionnellement fabriqués. Pour mettre en évidence l’adoption de la technologie par l’industrie de l’automobile, et plus largement du transport, 3Dnatives vous a préparé une liste de véhicules qui ont été entièrement ou partiellement créés à l’aide de l’impression 3D.

Light Rider, un véhicule imprimé en 3D plus léger

Si vous suivez l’actualité de la fabrication additive depuis quelques années déjà, alors vous avez sans doute déjà entendu parler de la Light Rider, cette moto électrique conçue par APWorks, la filiale du groupe Airbus. Développée en 2016, elle intègre un châssis imprimé en 3D après un travail de modélisation 3D basé sur l’optimisation topologique. Grâce au procédé de fusion sur lit de poudre, l’entreprise a fabriqué un châssis en aluminium de 6 kilos seulement soit une réduction de poids de 30%. La moto totale pèse 35 kilos et peut atteindre une vitesse de 80 km/h.

Crédits photo : APWorks

La LSEV d’XEV & Polymaker

La LSEV est la première voiture imprimée en 3D produite en série au monde. Le constructeur italien de voitures électriques XEV et le fabrication de matériaux d’impression 3D Polymaker ont présenté la voiture électrique LSEV au Musée culturel de l’impression 3D de Chine, à Shanghai. Grâce à la technologie d’impression 3D, les entreprises ont pu concevoir une voiture rentable en seulement 3 à 12 mois, contre les 3 à 5 ans nécessaires habituellement. Pesant seulement 450 kg, la voiture aurait une autonomie de 145 kilomètres et une vitesse de pointe de 70 kmh.

La Corvette C8.R

Le constructeur automobile Chevrolet a prouvé qu’il savait lui aussi tirer parti de la fabrication additive. Pour la Corvette C8.R, 75 pièces ont été imprimées en 3D. Parmi elles, on retrouve le réservoir d’huile, des boîtes de refroidissement climatisées et des supports pour la servo pompe. La C8.R a fait ses débuts lors de la course de 24 heures de Daytona, où la voiture a remporté cinq courses. Depuis la fin des années 80, General Motors utilise la fabrication additive pour développer ses voitures, et la technologie est particulièrement appréciée par les concepteurs de l’entreprise. Sur les 75 pièces, 50 ont été conçues en interne. Audley Brown, directeur de la fabrication additive et de l’ingénierie des matériaux chez GM, explique : « Les pièces imprimées en 3D sont comparables aux pièces moulées ou fraisées, ce qui est important pour le développement et la conception des produits. »

La Corvette C8.R intègre 75 pièces imprimées en 3D

La McLaren 720S

Le constructeur britannique de voitures de sport McLaren a utilisé les technologies d’impression 3D à de nombreuses reprises. Ce fût notamment le cas pour la McLaren 720S, l’une des voitures qui a suscité beaucoup d’intérêt. En collaboration avec 1016 Industries, McLaren a créé une grande partie de la carrosserie de la voiture par impression 3D grand format. Parmi les pièces imprimées en 3D on retrouve le spoiler, le capot, les panneaux de porte extérieurs, le pare-chocs et le diffuseur arrière entre autres. Mais la McLaren 720S n’est pas un cas isolé. Ils ont également eu recours à la fabrication additive pour créer des noyaux plus légers pour la voiture hybride McLaren Artura. À travers ces deux projets, ils ont démontré le potentiel des technologies 3D dans le secteur automobile.

McLaren a misé sur les technologies 3D pour plusieurs modèles de voiture

La i8 Roadster de BMW

Le constructeur automobile allemand utilise la fabrication additive depuis plus de 25 ans maintenant, que ce soit pour des applications de prototypage rapide et des pièces finies. Son modèle i8 Roadster 2018 en est la preuve parfaite : la voiture intègre des supports de toit imprimés en 3D métal. L’équipe derrière ce projet a utilisé un logiciel d’optimisation topologique qui a permis de calculer l’espace disponible et le poids de la charge à déplacer afin d’imprimer seulement la matière nécessaire. Le résultat obtenu est une réduction de 44% du poids du support. BMW espère produire davantage de pièces de ce type à l’avenir.

Le support de toit imprimé en 3D (crédits photo : BMW)

Olli, le véhicule imprimé en 3D intelligent

En 2016, Local Motors dévoilait Olli, un minibus pouvant transporter 12 personnes, conçu grâce à la fabrication additive et l’intelligence artificielle. Cette navette intelligente, créée en collaboration avec IBM, est capable de répondre aux questions des passagers et leur proposer des suggestions de restaurants par exemple. Le procédé d’impression 3D utilisé s’appelle BAAM pour Big Area Additive Manufacturing et a été développé par Local Motors au sein du National Harbor Lab. Il permet d’imprimer des objets grande échelle rapidement. En 2019, le constructeur présentait Olli 2.0, une version améliorée du minibus autonome. Disposant d’une meilleure autonomie, de deux sièges supplémentaires et d’un éclairage programmable, Olli 2.0 aurait une autonomie de 160 km et une vitesse maximale de 40 km/h. Si pour le moment, le minibus autonome est utilisé dans les universités, notamment au sein de la California State University, il est probable de voir à l’avenir des véhicules de ce genre se démocratiser.

Olli a été imprimé en 3D sur une machine BAAM

La moto Jane

L’entreprise française Viba est un adepte de la fabrication additive : elle l’utilise pour produire certains composants de ses motos au design raffiné. Son modèle Jane intègre un réservoir de carburant en aluminium imprimé en 3D. La pièce a été conçue sur une machine de fusion laser, plus précisément sur l’une des machines de SLM Solutions. Sa structure alvéolaire permet de réduire le poids total du composant tout en maintenant une rigidité suffisante. La moto Viba est aussi équipée d’un garde-boue et d’un porte paquet à l’avant, tous deux imprimés en 3D.

véhicule imprimé en 3D

Crédits photo : Viba

La voiture d’exposition David Bowie 

Si l’on devait exprimer visuellement l’esprit de David Bowie dans un objet physique, un véhicule pour être précis, voici à quoi il ressemblerait probablement. Voulant fusionner ses passions pour le design et la musique de Bowie, le designer japonais Takumi Yamamoto s’est appuyé sur le savoir-faire des experts Massivit 3D Printing Technologies et Marie 3D. Grâce à l’impression 3D grand format, ils sont parvenus à fabriquer entièrement un véhicule grâce à la fabrication additive. De quoi surprendre les spectateurs au Festival Automobile International (FAI), où le concept-car a été présenté en 2019. 

Le concept-car David Bowie

Chamaleon, un véhicule imprimé en 3D sur-mesure 

À travers le projet Chameleon, l’entreprise britannique Scaled veut produire des véhicules qui s’adaptent aux besoins du conducteur ou aux exigences environnementales – comme son l’indique. Alors, quelle meilleure technologie pour une solution personnalisée que l’impression 3D ? Grâce à la fabrication additive, Scale affirme vouloir passer de la production de masse à la production de masse individuelle. Afin de construire les véhicules Chamaleon, le fabricant a eu recours à l’impression 3D grand format. D’après Scale, les pièces du véhicule sont plus robustes, et le coût d’une voiture Chamaleon serait inférieur à la construction d’une seule pièce de carrosserie fabriquée à l’aide des méthodes conventionnelles. Enfin, pour la conception du véhicule, on sait que Scale, en collaboration avec Rafinex, a utilisé l’optimisation topologique.

Aptera, par Aptera Motors

Basée en Californie, Aptera Motors est une entreprise qui se consacre au développement de véhicules plus efficaces et plus sûrs, tout en utilisant le moins de ressources naturelles possible. Leur modèle de voiture, appelé Aptera, est un véhicule électrique alimenté par l’énergie solaire, qui n’a donc pratiquement pas besoin d’être rechargé. Il est en grande partie imprimé en 3D et mesure 4,4 m de long, 2,2 m de large et 1,4 m de haut. L’équipe d’Aptera Motors affirme avoir donné la priorité aux structures légères, ainsi qu’à l’aérodynamique et au refroidissement à faible traînée, afin d’optimiser le rendement énergétique et donc l’autonomie du véhicule. Cela a également permis d’améliorer les performances de la voiture, qui est capable d’accélérer de 0 à 60 en seulement 3,5 secondes.

véhicule imprimé en 3D

La voiture électrique Aptera

La Toyota uBox, un véhicule modulaire imprimé en 3D

Fruit de la collaboration entre Toyota et le Centre international de recherche automobile de l’université de Clemson, la voiture Toyota uBox possède un intérieur modulaire imprimé en 3D. Il permet au propriétaire du véhicule de transformer lui-même sa voiture en imprimant en 3D différentes pièces. Par exemple, il est possible de personnaliser les panneaux de porte, certains éléments du tableau de bord et les bouches d’aération. De plus, l’uBox est doté d’un plancher plat permettant de déplacer les sièges de différentes manières. Enfin, le véhicule est équipé d’un moteur électrique suffisamment puissant pour recharger des appareils électroniques ainsi que d’une prise électrique, des équipements rendant le travail possible à l’intérieur de la voiture.

La Toyota uBox

Light Cocoon, par EDAG

Révélée pour la première fois au salon de l’automobile de Genève en 2015 par le groupe EDAG, un acteur de l’industrie automobile, la voiture Light Cocoon allie impression 3D et matériaux écologiques. Tout comme pour le projet Genesis, lui aussi mené par EDAG, la Light Cocoon est dotée d’une carrosserie imprimée en 3D par le service d’impression allemand robotmech. Grâce aux bénéfices offerts par la fabrication additive, comme la personnalisation et l’économie de matériaux, les constructeurs ont conçu une carrosserie s’inspirant de la nature. Pour ce faire, ils ont utilisé des systèmes d’impression baptisés SL-Tool Eagle, capable d’imprimer des pièces allant jusqu’à 2 x 1 x 1 m.

véhicules imprimés en 3D

La carrosserie est inspirée de la nature

Blade de Divergent Technologies 

La Blade du fabricant Divergent Technologies est la première supercar imprimée en 3D au monde. Conçue par Kevin Czinger, fondateur et PDG de Divergent, la voiture est fabriquée à partir de tubes en fibre de carbone et de tiges en aluminium imprimés en 3D. Ces deux composants sont intégrés au châssis, ce qui permet d’obtenir non seulement une résistance supérieure, mais aussi un véhicule léger. En outre, l’utilisation de la fabrication additive a permis de réduire radicalement l’impact environnemental lors de la création de la voiture de sport. La voiture est ultra-légère grâce à sa carrosserie et à son châssis imprimés en 3D, ce qui permet à la supercar d’atteindre des vitesses de pointe avec une puissance de 720 chevaux.

Urbee, le premier véhicule imprimé en 3D

Urbee est l’une des premières voitures conçues grâce à la fabrication additive. Cette voiture hybride a été conçue et produite par Kor Ecologic, en partenariat avec Stratasys. Le projet, qui a débuté en 2010 à l’initiative de Jim Kor, le PDG de l’entreprise canadienne, avait pour objectif de « concevoir le véhicule urbain du futur. » À l’exception du châssis et du moteur, toutes les pièces de cette voiture ont été imprimées en 3D. Au total, l’impression de la voiture a nécessité pas moins de 2 500 heures de travail. 

véhicule imprimé en 3D

Le véhicule imprimé en 3D Urbee

ETHEC City, par l’ETH Zurich et Sintratec

Ce projet de moto électrique imprimée en 3D est le résultat d’une collaboration entre l’ETH Zurich et Sintratec. L’idée de cette équipe d’étudiants était de changer la mobilité et les transports du futur, en les rendant plus durables. Pour ce faire, ils ont développé un prototype de moto électrique en utilisant la fabrication additive. Baptisé ETHEC City, le prototype présente des pièces imprimées en 3D selon trois méthodes différentes : la stéréolithographie, le frittage sélectif par laser et la fusion laser sur lit de poudre. L’équipe a utilisé des machines SLS de Sintratec ainsi que du nylon comme matériau de fabrication. Les fabricants ont également intégrer un système de roues motrices pour économiser de l’énergie et améliorer l’autonomie de la moto.

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Un commentaire

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  1. MEINDL dit :

    Ce que je préfère c’est le Top 4 : Olli le mini Bus Intelligent.
    Nouveauté et futuriste, de mon point de vue

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