Imprimé en 3D, ce VTT électrique est unique au monde

Philippe SCHWOERER · 29 Juin 2023 17:15 ·
Prototype E-MTB Thok E-Bikes réalisé en alu 3D

Selon le fabricant italien Thok E-Bikes, son prototype exploitable serait le premier VTT à assistance électrique tout suspendu à avoir été réalisé en aluminium par impression 3D. Un modèle devrait être commercialisé, conçu à partir de ce concept P4 révélé il y a quelques jours au salon Eurobike.

« Thok Project 4 », ou en diminutif « P4 », c’est le nom du projet qui doit déboucher l’année prochaine sur la commercialisation d’un E-MTB (mountain bike électrique) léger et marquerait ainsi l’entrée de Thok E-Bikes sur ce segment. Le prototype qui a été présenté au salon il y a quelques jours au salon Eurobike, à Francfort, n’était pas encore entièrement stabilisé.

Des améliorations devraient être encore apportées en matière de géométrie et de positionnement de la batterie. De nouvelles solutions techniques devraient à cette occasion être adoptées. Le fabricant italien a déjà révélé que son futur VAE serait animé par le nouveau moteur Performance Line SX que l’équipementier Bosch réserve aux VTTAE légers, Gravel électrifiés et modèles urbains. D’un poids d’environ 2 kg grâce à son boîtier en magnésium, il peut développer en pointe une puissance jusque 600 W pour un couple de 55 Nm. Pour l’alimenter, le choix sera laissé à l’achat concernant la capacité énergétique de la batterie lithium-ion entre 400, 500, 625 et 750 Wh. Un prolongateur d’autonomie de 250 Wh a même déjà été annoncé.

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Poudre solidifiée par faisceau laser

Des cadres ou ébauches de vélos ont déjà été réalisés en taille réelle par impression 3D. Mais l’emploi généralement fait pour eux du polyuréthane ou du PC-ABS ne permet pas vraiment ensuite d’essayer de manière satisfaisante le deux-roues pour en améliorer la conception.

C’est pourquoi Thok E-Bikes a choisi une poudre d’aluminium et de silicium solidifiée à l’aide d’un faisceau laser pour obtenir une représentation cohérente de son concept P4. Le modèle commercialisé devrait cependant être fabriqué en fibre de carbone. Pourquoi ne pas avoir alors produit directement le prototype avec ce matériau ? Tout simplement parce que le délai pour créer l’e-MTB de démonstration aurait été plus long, pour un coût nettement supérieur.

Thok E-Bikes assure que « l’impression en aluminium recrée les formes de la fibre de carbone ». Afin de réduire le poids, la structure obtenue en impression 3D est alvéolée. L’entreprise italienne a fait appel à Materialise pour obtenir ce résultat. Il s’agit d’une société belge spécialisée dans ce type de travaux pour les secteurs de l’aérospatiale, de l’automobile et de la médecine.

Exploitable pour des tests en situations réelles

Au total, 6 pièces imprimées en 3D puis soudées composent le concept P4. La technologie utilisée par Materialise est la fusion sélective. Elle consiste à faire fondre de la poudre de métal par des lasers. Le mélange d’aluminium et de silicium (AlSi₁₀Mg) a été retenu parce qu’il menait à un résultat proche à 99 % du futur modèle en carbone concernant la résistance, les propriétés thermiques, le poids et la flexibilité.

« Ce matériau permet de créer des formes uniques et de résoudre des problèmes liés à la complexité structurelle qui, pour un vélo électrique, nécessiteraient de nombreuses pièces usinées par CNC (un processus de fabrication soustractif, qui consiste à enlever des couches de matériau d’une pièce brute) et des moules jetables », souligne Thok E-Bikes.

Le cadre ainsi obtenu a rendu possible les tests en grandeur nature et sur le terrain concernant la géométrie, la suspension et l’intégration des composants. Les ajustements nécessaires ont alors été apportés bien plus rapidement.

Prototype E-MTB Thok E-Bikes réalisé en alu 3D

Une nouvelle piste ouverte pour la conception des VAE

Pour Luca Burzio, designer industriel de Thok E-Bikes, l’apport de l’impression 3D est incontestable : « C’est une chose de tester des prototypes réalisés avec des tubes ronds, qui limitent les formes que l’on peut obtenir et ne permettent presque jamais l’intégration optimale des pièces qui composent un E-MTB. C’en est une autre de réaliser ces tests avec des prototypes à double suspension qui ressemblent fortement, y compris dans leur forme, au produit fini ».

Il assure que « les prototypes en carbone ne sont pas fonctionnels, car ils ne supportent pas de longues séances de tests sur le terrain ». L’impression 3D résout donc un problème majeur dans une phase qui peut habituellement s’étendre sur 2 ans pour un VTT à assistance électrique. Le fabricant italien ne chiffre pas le gain en temps : on l’imagine assez conséquent.

Mais il affirme que le prototype obtenu en premier jet par impression 3D est déjà celui qui va servir de base au modèle commercialisable. Alors que, traditionnellement, il faut un minimum de 3 cadres prototypes pour parvenir à ce stade. Maintenant que les deux partenaires ont défriché ensemble ce nouveau terrain conceptuel, il s’attende à pouvoir avancer plus vite encore pour les prochains modèles à créer et à ajouter au catalogue.


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