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Les voitures de Formule 1 atteignent des vitesses époustouflantes grâce à la technologie des bloc


4 juin 2010
Par Bruce Homan

Cela ne fait aucun doute, l’ingénierie de précision constitue l’élément central des courses de Formule 1. En fait, dans leur recherche acharnée de vitesses plus rapides, le souci constant des ingénieurs de F1 est d’alléger les voitures de leurs écuries. Ils y parviennent en ayant recours à des matériaux de fibres de carbone dans l’ensemble de la voiture. À part le moteur et les pneus, quasiment tout le reste, y compris le volant de direction, le siège, le châssis, et même l’extincteur, est fabriqué dans ce matériau incroyablement résistant, et pourtant extrêmement léger.

Trelleborg fournit à la grande majorité des équipes F1 des blocs d’outillage en époxy, ce qui constitue le point de départ du processus de fabrication de composants en fibres de carbone. « Il s’agit essentiellement d’une procédure en trois étapes, explique Chris Mellings, AEM Sales Group, Trelleborg, Skelmersdale (R-U). Un client F1 assemble nos panneaux avec un adhésif industriel spécial avant de les usiner à la forme désirée du composant sur une machine CNC à cinq axes. Le produit est ensuite rendu étanche pour créer le gabarit maître. »

« À partir du gabarit maître, le client fabrique des outils composites en utilisant des fibres carbones vulcanisées dans un autoclave. Une fois durci, il en résulte un laminé composite avec le profil exact du gabarit maître. De cet outil composite, le client réalise le composant individuel en fibre de carbone », explique Chris Mellings.

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Trelleborg offre une gamme de sept blocs d’outillage différents, don’t le TB650 qui est employé par environ 75 % des équipes de F1. Considéré comme le plus petit bloc d’outillage du marché, il est fabriqué par Trelleborg depuis le milieu des années 1970.

« Nos panneaux offrent une combinaison d’avantages précieux, à savoir une stabilité supérieure, une densité faible, une finition de surface de haute qualité et une très bonne machinabilité, souligne Chris Mellings. C’est ce mélange unique de propriétés, avec un processus plus automatisé de la fabrication de blocs d’outillage, qui nous distingue des autres et nous permet d’être en pôle position pour fournir la F1 pendant encore de nombreuses années. »

Gros plan sur les blocs d’outillage
Les blocs d’outillage sont essentiellement une combinaison de résines en époxy, de microbilles (microballons) de verre et de durcisseurs mélangés et vulcanisés au four jusqu’au durcissement. Ils sont moulés en « panneaux » de taille standard, qui sont assemblés pour former un bloc plus grand que le composant à fabriquer.

Pour des composants plus larges, le poids réel des blocs d’outillage est un facteur clé. Trelleborg fournit une option qui pèse 400 kg/m³, ce qui représente la moitié du poids des versions standard du marché.

Le coefficient d’expansion thermique (CTE) est tout aussi important dans la fabrication de composants, car tout niveau d’expansion pendant la vulcanisation a pour résultat une forme du composant final différente de celle du gabarit maître d’origine. C’est pourquoi, une CTE inférieure équivaut à réduire la probabilité d’expansion, ce qui est d’une importance capitale dans la Formule 1, l’aéronautique et des secteurs similaires qui requièrent une précision ultime.

Au fur et à mesure que des industries délaissent des méthodes de fabrication plus anciennes pour adopter une approche plus high-tech, de nouveaux domaines d’application voient le jour pour les matériaux composites, et ainsi pour les blocs d’outillage en époxy. Le marché européen de blocs d’outillage est actuellement évalué à environ onze millions d’euros et des blocs d’outillage sont fournis à un nombre croissant de secteurs dans lesquels des composants composites sont réalisés. On trouve une large section d’applications dans les transports, y compris ferroviaire, maritime, aéronautique et automobile en général, la fabrication d’articles de sport, telles que les raquettes de tennis et les clubs de golf et, de plus en plus, l’industrie des énergies renouvelables, notamment les éoliennes.