Das BWT Alpine F1-Team setzt auf Metal Additive Manufacturing (AM), um die Leistung seiner Autos durch die Herstellung voll funktionsfähiger Hydraulikspeicher aus Titan mit minimalem Platzbedarf zu verbessern.
Das BWT Alpine F1-Team arbeitet seit mehreren Jahren mit 3D Systems in den Bereichen Lieferung und Entwicklung zusammen. Bei seinem Debüt im Jahr 2021 entschied sich das Team, dessen Fahrer Fernando Alonso und Esteban Ocon in der vergangenen Saison den 10. bzw. 11. Platz belegten, für die Herstellung komplexer Teile für die Direktmetalldrucktechnologie (DMP) von 3D Systems.
Alpine verbessert seine Autos kontinuierlich und steigert die Leistung in sehr kurzen Iterationszyklen. Zu den ständigen Herausforderungen gehören das Arbeiten im begrenzten verfügbaren Raum, das möglichst geringe Teilegewicht und die Einhaltung sich ändernder gesetzlicher Beschränkungen.
Experten der Applied Innovation Group (AIG) von 3D Systems stellten dem F1-Team das Fachwissen zur Verfügung, um komplexe gewickelte Komponenten mit anspruchsvollen, funktionsorientierten Innengeometrien aus Titan herzustellen.
Die additive Fertigung bietet eine einzigartige Möglichkeit, die Herausforderungen der rasanten Innovation zu bewältigen, indem hochkomplexe Teile mit kurzen Vorlaufzeiten geliefert werden. Für Komponenten wie die Hydraulikspeicher von Alpine erfordert ein erfolgreiches Teil aufgrund der Designkomplexität und der strengen Sauberkeitsanforderungen zusätzliche Fachkenntnisse in der additiven Fertigung.
Für die Druckspeicher, insbesondere die Trägheitsspule der Hinterradaufhängung, hat das Rennteam einen fest verdrahteten Dämpfer entwickelt, der Teil des Hinterradaufhängungsdämpfers im Hinterradaufhängungssystem im Hauptgetriebekasten ist.
Ein Akkumulator ist ein langes, starres Rohr, das Energie speichert und freigibt, um Druckschwankungen auszugleichen. AM ermöglicht es Alpine, die Länge der Dämpfungsspule zu maximieren und gleichzeitig eine vollständige Funktionalität auf begrenztem Raum unterzubringen.
„Wir haben das Teil so volumeneffizient wie möglich gestaltet und die Wandstärken zwischen benachbarten Rohren gleichmäßig verteilt“, erklärt Pat Warner, Senior Digital Manufacturing Manager beim BWT Alpine F1-Team. „Nur AM ist das möglich.“
Die endgültige Titan-Dämpfungsspule wurde mit dem DMP Flex 350 von 3D Systems hergestellt, einem Hochleistungs-AM-System für Metalle mit inerter Druckatmosphäre. Die einzigartige Systemarchitektur der DMP-Maschinen von 3D Systems gewährleistet, dass die Teile robust, präzise und chemisch rein sind und die für die Teileproduktion erforderliche Wiederholgenauigkeit aufweisen.
Während des Betriebs ist die Dämpfungsspule mit Flüssigkeit gefüllt und gleicht Druckschwankungen innerhalb des Systems aus, indem sie Energie aufnimmt und freigibt. Um ordnungsgemäß zu funktionieren, müssen Flüssigkeiten Reinheitsspezifikationen erfüllen, um Verunreinigungen zu vermeiden.
Das Entwerfen und Herstellen dieser Komponente mithilfe von Metall-AM bietet erhebliche Vorteile hinsichtlich Funktionalität, Integration in größere Systeme und Gewichtseinsparungen. 3D Systems bietet eine Software namens 3DXpert an, eine Komplettsoftware zum Vorbereiten, Optimieren und Verwalten von Metalldruck-Workflows.
Das BWT Alpine F1-Team hat sich für den Werkstoff LaserForm Ti Gr23 (A) für seine Batterien entschieden und begründete seine Wahl mit der hohen Festigkeit und der Möglichkeit, dünnwandige Abschnitte präzise herzustellen.
3D Systems ist ein Partner für Hunderte kritischer Anwendungen in Branchen, in denen Qualität und Leistung von größter Bedeutung sind. Das Unternehmen bietet auch Technologietransfer an, um Kunden bei der erfolgreichen Einführung der additiven Fertigung in ihren eigenen Anlagen zu unterstützen.
Nach dem Erfolg der aus Titan gedruckten Akkumulatoren des BWT Alpine F1-Teams ist das Team laut Warner ermutigt, im kommenden Jahr komplexere Aufhängungskomponenten zu entwickeln.