لجأ فريق BWT Alpine F1 إلى التصنيع الإضافي للمعادن (AM) لتحسين أداء سياراتهم من خلال إنتاج مراكم هيدروليكية من التيتانيوم تعمل بكامل طاقتها وبأقل مساحة ممكنة.
يعمل فريق BWT Alpine F1 مع شركة 3D Systems منذ عدة سنوات في مجال التوريد والتطوير التعاوني. وقد اختار الفريق، الذي ظهر لأول مرة في عام 2021، والذي أنهى سائقاه فرناندو ألونسو وإستيبان أوكون الموسم الماضي في المركزين العاشر والحادي عشر على التوالي، تقنية الطباعة المعدنية المباشرة (DMP) من شركة 3D Systems لإنتاج أجزاء معقدة.
تعمل شركة ألبين باستمرار على تحسين سياراتها، وتحسين الأداء في دورات تكرار قصيرة للغاية. وتشمل التحديات المستمرة العمل ضمن المساحة المحدودة المتاحة، والحفاظ على وزن الأجزاء عند أدنى مستوى ممكن، والامتثال للقيود التنظيمية المتغيرة.
قدم خبراء من مجموعة الابتكار التطبيقي (AIG) التابعة لشركة 3D Systems لفريق الفورمولا 1 الخبرة اللازمة لتصنيع مكونات ملفوفة معقدة ذات أشكال هندسية داخلية صعبة وقائمة على الوظائف في التيتانيوم.
توفر تقنية التصنيع الإضافي فرصة فريدة للتغلب على تحديات الابتكار السريع من خلال توفير أجزاء بالغة التعقيد في فترات زمنية قصيرة. بالنسبة لمكونات مثل المراكم الهيدروليكية من شركة ألبين، يتطلب الحصول على جزء ناجح خبرة إضافية في التصنيع الإضافي نظرًا لتعقيد التصميم ومتطلبات النظافة الصارمة.
بالنسبة للمراكم، وتحديداً ملف القصور الذاتي لسائل التعليق الخلفي، قام فريق السباق بتصميم مخمد سلكي ثابت وهو جزء من مخمد التعليق الخلفي في نظام التعليق الخلفي في صندوق ناقل الحركة الرئيسي.
المُراكم عبارة عن أنبوب طويل وصلب يقوم بتخزين الطاقة وإطلاقها لمعالجة تقلبات الضغط المتوسطة. تُمكّن تقنية التصنيع الإضافي شركة Alpine من زيادة طول ملف التخميد إلى أقصى حد مع توفير وظائف كاملة في مساحة محدودة.
"لقد صممنا الجزء ليكون فعالاً من حيث الحجم قدر الإمكان، وليتقاسم سمك الجدار بين الأنابيب المتجاورة"، أوضح بات وارنر، مدير التصنيع الرقمي الأول لفريق BWT Alpine F1. "لا يمكن تحقيق ذلك إلا من خلال التصنيع الإضافي."
تم إنتاج ملف التخميد التيتانيوم النهائي باستخدام نظام DMP Flex 350 من شركة 3D Systems، وهو نظام تصنيع إضافي للمعادن عالي الأداء يعمل في بيئة طباعة خاملة. يضمن التصميم الفريد لأنظمة DMP من شركة 3D Systems أن تكون الأجزاء متينة ودقيقة ونقية كيميائيًا، وأن تتمتع بالقدرة على التكرار اللازمة لإنتاج الأجزاء.
أثناء التشغيل، يتم ملء ملف التخميد بسائل ويعمل على تقليل تقلبات الضغط داخل النظام عن طريق امتصاص الطاقة وإطلاقها. ولضمان الأداء السليم، يجب أن تتمتع السوائل بمواصفات نظافة محددة لتجنب التلوث.
يوفر تصميم وإنتاج هذا المكون باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن مزايا كبيرة من حيث الوظائف، والتكامل في الأنظمة الأكبر، وتوفير الوزن. تقدم شركة 3D Systems برنامجًا يسمى 3DXpert، وهو برنامج شامل لإعداد وتحسين وإدارة عمليات الطباعة المعدنية.
اختار فريق BWT Alpine F1 مادة LaserForm Ti Gr23 (A) لبطارياته، مشيرًا إلى قوتها العالية وقدرتها على إنتاج أقسام رقيقة الجدران بدقة كأسباب لاختياره.
تُعدّ شركة 3D Systems شريكاً لمئات التطبيقات الحيوية في الصناعات التي تُعتبر فيها الجودة والأداء أمراً بالغ الأهمية. كما تُقدّم الشركة خدمات نقل التكنولوجيا لمساعدة العملاء على تبنّي التصنيع الإضافي بنجاح في منشآتهم الخاصة.
بعد نجاح فريق BWT Alpine F1 في استخدام البطاريات المطبوعة بالتيتانيوم، قال وارنر إن الفريق يشعر بالتشجيع على السعي وراء مكونات تعليق أكثر تعقيدًا في العام المقبل.