EcoMOTION

La forme de base de la coque (modèle) étant terminée il était temps de passer à sa réalisation à proprement parler. Nous avons donc à nouveau rendu visite à Lillo Trovato, notre formateur du Campus Automobile de Francorchamps.

Afin d’obtenir une forme sans irrégularités, nous avons appliqué de l’enduit de carrossier puis poncé le modèle et ce, une multitude de fois. Une fois le modèle bien lisse, nous l’avons reponcé, mais cette fois à l’aide de grains de plus en plus fins pour arriver à un bon état de surface. Pour finir, une couche de compound a été appliquée puis lustrée afin de parfaire la surface sur laquelle le moule sera en partie recréé.

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Le moule existant, découpé en fonction les modifications de la coque, a ensuite été placé sur le modèle et nous avons « reconstruit » ce qui deviendra le nouveau moule (vous suivez toujours ? 🙂 )

Pour obtenir un bon raccord, le moule et le modèle ont été fixés ensemble et nous avons pu poser le gel coat, la résine et finalement la fibre de verre.

Après toutes ces opérations, le moule était enfin terminé !

Nous avons ensuite moulé une première pièce de test en fibre de verre, afin de vérifier l’ajustement des parties inférieure et supérieure de la carrosserie. Pour ce faire nous nous sommes servis d’un niveau laser, projetant des lignes bien droites. Les coques ont ensuite été découpées et nous avons pu, enfin, apprécier la forme finale de la coque.

Le travail n’était pas encore fini !

A présent que nous sommes rassurés quant à l’ajustement des deux parties, nous avons pu passer à la fabrication des coques finales en fibre de carbone.

Le procédé est plus complexe que celui de la fibre de verre, en effet, la polymérisation de la résine se fait sous vide.

D’abord, le moule est ciré afin de faciliter le démoulage, puis on applique à l’aide de rouleaux de la résine accélérée et la fibre de carbone. Ensuite on place un tissu d’arrachage micro perforé (qui facilitera le décrochage des autres couches), puis une sorte de couverture en fibres qui pompera l’excédent de résine et enfin la bâche.
Afin d’assurer l’étanchéité, la bâche est collée aux bords du moule à l’aide de double face épais et des « oreilles » sont formées afin de garder « du mou » quand la bâche est plaquée sur le moule sous l’effet de la pression atmosphérique.

Il ne reste plus qu’à faire le vide et repérer les fuites.

Voici enfin la coque finie, l’excédent de matière et les jointures ont été coupées et poncées.

Tous nos remerciements à nos partenaires qui se sont une nouvelle fois investis à nos côtés:

– Le Campus Automobile de Francorchamps, et plus particulièrement Lillo Trovato

– Techspace Aéro, Monsieur Hugues Bolsée, pour la mise à disposition de la fibre de carbone.

Et à tous ceux qui, de près ou de loin, nous ont aidés dans notre projet !

Justine et Gaston

Le culbuteur est l’élément qui, entrainé par l’arbre à cames, permet par effet de levier d’ouvrir et fermer les soupapes une fois tous les deux tours. Dans notre cas, il y en a un pour l’admission et un pour l’échappement.

Nous avons comme projet de remplacer les culbuteurs actuels (à droite sur l’image) par de nouveaux culbuteurs (à gauche). Ceux-ci seront équipés de roulements à aiguilles à l’endroit où se fait le contact avec la came et au niveau de l’axe qui les supporte. Sur les anciens les contacts se faisaient par glissement ce qui occasionnait des pertes d’énergie (frottements), donc plus de consommation de carburant.

Comme on peut le voir nous avons d’abord pu réaliser des exemplaires pour tests grâce à la méthode de prototypage rapide par dépôt de fil. La machine imprime l’objet voulu en 3D en déposant de la matière couche par couche.

Cela nous à permis de détecter plus facilement les soucis de montage et de pouvoir les corriger à moindre coût. Les pièces viennent d’être réalisées en aluminium par un ancien étudiant de l’HEPL, Guillaume Biset, au sein de la société Biebuyck, fabricant d’équipements de précision. (www.biebuyck.com).

Nous les remercions vivement pour leur aide !

Emmanuele et Julien.

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EcoMOTION 4 était basé sur un châssis en aluminium sur lequel était fixée la carrosserie. Afin de gagner du poids nous avons décidé de concevoir une coque autoportante, c’est-à-dire une coque avec châssis intégré, le tout en fibre de carbone.

Elle sera construite sur le principe du sandwich : une peau en fibre de carbone sur une âme en mousse pour la partie « châssis ». La coque est réalisée par Justine et Gaston, nous nous sommes concentrés sur la partie châssis, qui sera ensuite collée dans la coque. Nous avons rencontré Didier Garray, spécialiste en composites chez notre partenaire Sirris, qui nous a aidés à valider nos choix, et également Lillo rovato, du Campus Automobile de Francorchamps, avec qui nous avons travaillé sur la faisabilité et la mise en oeuvre du projet

Et pour adapter EcoMOTION5 au nouveau règlement nous avons également étudié une direction par les roues avant. Nous nous sommes basés sur notre travail réalisé en deuxième année sur une étude de direction frontale.

Réalisation 3D du châssis et de la direction avant

• Nous avons commencé par concevoir une direction. Celle-ci est commandée par un levier directement relié aux supports de roues afin de simplifier le mécanisme de commande, et il y a possibilité de régler l’angle de chasse et l’angle de pivot.
  
• Pour les dimensionnements du châssis, nous avons commencé par reprendre les cotes du châssis actuel dans le but de garder le même espace disponible pour le pilote.
  
• Le châssis devant épouser la forme de la coque parfaitement, nous avons utilisé la modélisation de Justine et Gaston afin de découper le châssis « brut ».
  
• Les fixations de la direction avant sont réalisées avec des inserts en aluminium traversant la poutre du châssis.
  
• Nous avons réalisé de nouveaux supports arrières soutenant le moteur et la roue. Ces supports se fixeront sur le châssis à l’aide d’un insert en bois et d’inserts en aluminium collés dans les inserts en bois.
  
• Monsieur Colaux, de Shur Lok, nous a conseillés par rapport à l’utilisation d’inserts aviation pour la fixation de différents composants au châssis.
  

 Comparaison par éléments finis avec le châssis actuel en aluminium
Afin de vérifier la déformation et les contraintes du châssis carbone, nous avons décidé de comparer le comportement des deux châssis lorsqu’ils subissent les mêmes contraintes. Un premier test par éléments finis sur le châssis en aluminium nous donnait des données de références en terme de déformation et de contraintes subies. Le châssis carbone a ensuite été testé et les résultats obtenus nous ont permis de vérifier le dimensionnement de la largeur et de la hauteur des poutres du châssis.

Finalisation du design du châssis et lancement des usinages

Nous souhaitons réaliser la mise en forme de la mousse par usinage. Cela nous permettra d’obtenir une forme épousant parfaitement la coque dans lequel il sera collé, ainsi qu’un placement précis des éléments fixés sur le châssis.

Afin de réaliser cet usinage, nous avons pris contact avec Monsieur Crets (ACM, advanced composite milling) qui est spécialisé dans l’usinage de différentes mousses expansées. Il nous a conseillé dans la réalisation du châssis, ainsi qu’à propos des couches de carbone à appliquer. Les côtés du châssis auront une seule couche de carbone sergé, tandis que le dessus et le dessous auront une couche de sergé et une de unidirectionnel afin de le renforcer en flexion..

Remerciements

Afin de mener à bien ce travail, nous avons pu compter sur les précieux conseils de :

– Didier Garray, de Sirris

– Lillo Trovato, du Campus Automobile de Francorchamps

– Monsieur Colaux, de Shur Lok

– Robert Crets, de ACM

Nous les remercions pour leur aide !

A bientôt pour un second post à propos de la réalisation du châssis.

Lionel et Quentin

Pourquoi une nouvelle coque? Et comment?

Le règlement des éco marathon nous contraignant à passer d’une direction arrière à une direction avant, nous devons modifier la coque afin de laisser de l’espace pour la rotation des roues avant.

Nous avons décidé de débuter la conception sur une base virtuelle : des fichiers au format Inventor de tout le prototype nous permettant de gérer les encombrements et donc de définir la forme de la future coque. .
D’où la nécessité de partir sur des bases et des modèles précis.

Afin de mettre à jour nos modèles 3D devenus obsolètes au fil des modifications qui ont déjà été apportées les années précédentes, nous nous sommes rendus chez notre partenaire Sirris qui, entre beaucoup d’autres technologies de pointe, possède plusieurs systèmes permettant de scanner en 3 dimensions.

But de l’opération : générer un fichier 3d des moules actuels de la coque.

Pour scanner les moules, nous avons eu recours à un scanner optique 3D. Celui-ci en particulier est un ATOS I de 2M pixels produit par la société Gom.

Avant de commencer, le scanner optique doit être calibré. Cette opération est réalisée à l’aide d’un modèle prédéfini que le programme connaît. Ensuite, notre moule, dont la surface est un peu trop « brillante », est recouvert d’une fine couche d’une substance proche du talc pour rendre la surface plus opaque. En effet, les reflets peuvent être la cause de « bruits optique » qui se traduisent par des trous dans la mesure 3D. Enfin, des mini post-it à la forme de cercle noir au centre blanc sont installés de manière aléatoire et à distance plus ou moins égale.

Le principe d’un scanner optique est d’utiliser deux cameras pour prendre des photos d’un même endroit à un angle différent, connu du programme. Ces deux images sont comparées et superposées.
Le programme (GomInspect) est capable de reconnaître les même pixels provenant de photos différentes. Mais il ne s’arrête pas la. Il reconnaît les mini post-it et les utilise pour se positionner dans l’espace. En effet, en mesurant les distances entre chaque cercle noir à centre blanc, il est possible de les repérer individuellement par triangulation. De cette manière, on peut déplacer les cameras autour de la coque sans lui préciser où elles se situent. Pour améliorer sa précision, le scanner a recourt à un projecteur. Celui-ci projette des lignes noire plus ou moins épaisses pour aider le programme à bien différencier chaque pixel.

 Une fois les images capturées, le programme reproduit une surface fidèle à la réalité. Sa précision peux aller d’1/100 de mm au micron. Mais dans notre cas, le fait de devoir déplacer le scanner pour couvrir la surface réduit la précision qui reste tout de même de l’ordre du 10e de mm. Ce qui est largement suffisant pour notre application.

Un grand merci à Raoul Carrus et Jean Claude Noben, de Sirris, pour leur aide précieuse !