Ces 3D

Ils sont plus légers, plus solides et plus résistants à la chaleur, même à 15 000 tr/min.

En ce qui concerne les matériaux composites au carbone, il y a un bel avenir pour des applications automobiles de plus en plus innovantes. Non seulement ils peuvent être imprimés en 3D, mais ils sont également techniquement plus légers, plus solides et plus résistants à la fatigue due à la chaleur. Ces caractéristiques les rendent théoriquement idéales pour une utilisation dans des pièces telles que les freins en carbone-céramique. Mais feriez-vous confiance à autre chose qu'au bon métal à l'ancienne en ce qui concerne les composants internes du moteur ? Pourrait-il y avoir un avenir pour le composite de carbone dans un plan d'alimentation à piston de conception standard?

Certains le pensent et, en fait, ils ont parcouru la distance pour créer ces pièces potentiellement révolutionnaires pour le marché secondaire.

Plusieurs ateliers d'usinage personnalisés, tels que Extreme Tuners, se sont tournés vers les médias sociaux pour taquiner sa dernière percée technique potentielle : la bielle en composite de carbone, que la société a conçue pour son projet Mitsubishi Lancer Evolution. Les bielles sur lesquelles ils ont travaillé peuvent supposément supporter jusqu'à 3 000 chevaux et une ligne rouge de près de 15 000 tr/min, tout en pesant près de 10 fois moins que leurs homologues en acier et six fois moins que celles en aluminium.

La bielle est la bielle principale qui relie le vilebrequin au bas du piston dans un moteur à combustion interne. Puisqu'ils relient le vilebrequin principal du moteur à la tête de piston du cylindre, ce qui permet au piston de monter et descendre dans le cylindre, ils traitent beaucoup de force de traction et de stress agissant sur eux pendant l'admission, la compression, la puissance et les courses d'échappement. En conséquence, ils sont souvent faits de métaux coulés et d'alliages pour la résistance et la dissipation thermique. Cependant, cela les rend lourds et susceptibles de tomber en panne dans les applications à hautes performances.

Alors, quels avantages une tige en composite de carbone apporterait-elle ?

Les matériaux composites au carbone peuvent être plus légers et plus résistants que la plupart des alliages et des métaux coulés. En conséquence, les moteurs pourraient théoriquement bénéficier grandement de l'utilisation de ces composites dans des situations de chaleur élevée et de contraintes élevées. En les rendant plus légers, cela entraînerait une augmentation significative de la réponse du moteur et de l'accélérateur, car cela réduirait la quantité de masse alternative agissant sur le vilebrequin et la tête de piston. Cela pourrait également permettre plus de puissance, offrant un énorme avantage en termes de performances et même d'économie de carburant.

Les bielles en métal coulé et en alliage sont déjà solides telles quelles, mais selon la façon dont elles sont fabriquées, elles peuvent encore tomber en panne. Une alternative consiste à produire des bielles en billette, ce qui signifie les fraiser à partir d'un bloc de métal solide. Cependant, cela coûte incroyablement cher, demande beaucoup de travail et prend du temps.

Les matériaux en composite de carbone peuvent être rendus plus résistants que les métaux généralement utilisés, ce qui pourrait donner aux syntoniseurs plus de flexibilité lorsqu'ils essaient d'extraire plus de puissance. Avec la force accrue, ils n'auraient théoriquement pas à se soucier de bombarder le moteur en envoyant une bielle à travers le côté du carter.

On dit également que les matériaux composites au carbone sont plus résistants à la chaleur, ce qui peut résoudre certains des problèmes de fatigue du métal causés par la surchauffe. C'est pourquoi certains constructeurs automobiles haut de gamme utilisent des freins en carbone-céramique. Non seulement ils sont plus solides, mais ils dissipent également la chaleur beaucoup mieux que les rotors en acier et sont donc plus résistants à la décoloration et aux abus, tels que la conduite sur piste.

Les accordeurs extrêmes affirment que ceux sur lesquels ils travaillent sont évalués jusqu'à 57 363 Newtons de force de piston.

Bien que les matériaux en composite de carbone soient chers car ils sont encore relativement nouveaux sur le marché, du moins à l'échelle de la production de masse, ils peuvent être imprimés en 3D. Cela signifie que le coût de leur fabrication pourrait être réduit grâce à la facilité de production offerte par l'impression 3D.

Mais il reste encore beaucoup de questions. Bien que les matériaux en composite de carbone puissent être plus résistants que les métaux et les alliages, ils peuvent toujours être susceptibles de tomber en panne s'ils ne sont pas fabriqués correctement, de la même manière que certains métaux et alliages peuvent souffrir de problèmes d'intégrité structurelle dus à une mauvaise coulée ou à d'autres pratiques métallurgiques.

Par exemple, malgré toutes les promesses de fibres de carbone ou de matériaux à base de fibres de carbone plus solides et plus légers que certains métaux, comme les CFRP ou les plastiques renforcés de fibres de carbone, ils peuvent toujours se fissurer ou se briser dans des circonstances inopportunes.

Ainsi, bien que les bielles en composite de carbone aient un but en théorie, elles ont encore besoin d'un peu de temps et de développement pour être perfectionnées.