Un collecteur imprimé en 3D peut-il être utilisé pour des tests au banc moteur ?
Oui — un collecteur imprimé en 3D peut être monté sur le banc moteur lorsque trois conditions sont remplies. Il nécessite une paroi minimale de 1, mm, un traitement de relaxation des contraintes après le retrait des supports et des faces d'étanchéité usinées à Ra 1,6 µm. Le banc moteur ne se soucie pas de la façon dont la pièce a été fabriquée ; il se soucie de savoir si la bride assure l'étanchéité et si la paroi conserve sa forme à travers le cycle thermique.
Quelles exigences l'utilisation au banc moteur impose-t-elle à un collecteur imprimé ?
Un essai au banc moteur est un cycle thermique court et à forte charge. Le collecteur est soumis à des gaz d'échappement chauds, à une charge d'admission froide et aux vibrations de la cellule, il doit donc assurer l'étanchéité au niveau de la bride pendant que le métal se déplace sous l'effet des variations de température.
L'acier inoxydable imprimé gère bien cette fenêtre. La paroi est la variable principale : 1, mm suffit pour un essai court à pression de suralimentation modérée, et 2, mm est utilisé là où le canal supporte la charge de la bride. L'impression 3D en acier inoxydable permet de conserver les deux options dans une même construction.
La défaillance à surveiller est le mouvement de la bride, pas la résistance globale. Une bride mince sans relaxation peut se déformer après le premier cycle thermique et ouvrir une fuite, c'est pourquoi la relaxation et l'usinage sont planifiés avant le premier essai. La cellule ajoute également ses propres charges : un collecteur fixé à un châssis rigide de banc moteur subit la rigidité du châssis, pas celle du moteur, de sorte qu'une pièce qui survit au banc peut encore nécessiter une stratégie de support différente dans le véhicule.
La famille de procédés et sa terminologie suivent la norme ISO/ASTM 52900 ; la fiche technique de la poudre 316L fournit les données de dilatation et de relaxation utilisées pour le cycle. Des bossages pour thermocouples et des prises de pression peuvent être soudés sur le corps imprimé avant l'essai, ce qui explique souvent pourquoi un prototype imprimé est choisi pour un premier test ; une pièce soudée doit provenir d'un lot de poudre connu.
Quels contrôles doivent être réussis avant le premier essai ?
Trois contrôles, dans l'ordre :
Mesurer la paroi sur le modèle de tranchage et rejeter tout ce qui est inférieur à 1, mm.
Relaxer à 850 °C pendant 1,5 h après le retrait des supports, puis remettre à référence dans les 24 h.
Usiner les faces d'étanchéité pour obtenir une planéité de ,05 mm et un Ra de 1,6 µm, et les contrôler avant l'assemblage.
Une pièce qui réussit ces trois contrôles peut être boulonnée à la cellule avec un joint standard. Une pièce qui échoue à l'un d'eux n'est pas une pièce pour banc moteur, quel que soit l'aspect de l'impression. La mesure de la paroi est effectuée sur le modèle de tranchage avant la construction et à nouveau sur la pièce finie au niveau de la bride et des sections de canal ; une paroi qui mesure 1, mm sur le modèle peut lire ,9 mm après sablage si l'enlèvement de matière en surface n'est pas pris en compte. Le résultat est enregistré par rapport au dessin, pas par rapport au fichier d'impression.
Le cycle de relaxation des contraintes et l'étape d'usinage sont planifiés ensemble. La coupe suit ensuite la référence laissée par la relaxation.
Où la pièce imprimée cesse-t-elle d'être adaptée ?
La limite est liée à la thermique et à la pression, pas à l'aspect cosmétique. Pour des températures d'échappement continues supérieures à environ 600–800 °C, le choix du matériau se porte sur un superalliage à base de nickel ; la pièce en acier inoxydable imprimé est destinée à des essais de validation courts, pas à un cycle de service en partie chaude.
Elle cesse également d'être adaptée lorsque le collecteur constitue une limite de pression certifiée, lorsque le programme nécessite un certificat de matériau avec traçabilité complète, ou lorsque l'essai vise à prouver la durabilité plutôt que la fonction. Ce sont des essais différents avec des pièces différentes.
Le banc moteur fournit une réponse fonctionnelle pour la géométrie et l'étanchéité. Il ne certifie pas la pièce et ne remplace pas un programme de durabilité. Pour un programme de durabilité, la pièce serait fabriquée à partir d'un lot de poudre certifié avec un ensemble complet d'éprouvettes, ce qui constitue un approvisionnement différent de celui d'un prototype, et la limite est écrite avant la construction afin que le plan d'essai corresponde à la pièce.
Envoyez le dessin, l'objectif de suralimentation et la durée de l'essai à Neway ; nous confirmerons la paroi, le cycle de relaxation et la finition de la bride avant de chiffrer la construction.
