Das BWT Alpine F1 Team hat sich der additiven Fertigung von Metallen (AM) zugewandt, um die Leistung seiner Fahrzeuge 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 im Bereich der gemeinsamen Lieferung und Entwicklung zusammen. Das Team, das 2021 sein Debüt gab und dessen Fahrer Fernando Alonso und Esteban Ocon in der vergangenen Saison die Plätze 10 und 11 belegten, entschied sich für die Direct Metal Printing (DMP)-Technologie von 3D Systems zur Herstellung komplexer Teile.
Alpine verbessert seine Fahrzeuge kontinuierlich und optimiert die Leistung in sehr kurzen Iterationszyklen. Zu den ständigen Herausforderungen gehören das Arbeiten auf engstem Raum, die Minimierung des Bauteilgewichts und die Einhaltung sich ändernder regulatorischer Vorgaben.
Experten der Applied Innovation Group (AIG) von 3D Systems stellten dem F1-Team das Know-how zur Verfügung, um komplexe, gewickelte Bauteile mit anspruchsvollen, funktionsorientierten Innengeometrien aus Titan herzustellen.
Die additive Fertigung bietet eine einzigartige Möglichkeit, die Herausforderungen des rasanten Innovationstempos zu meistern, indem sie hochkomplexe Bauteile mit kurzen Lieferzeiten liefert. Für Komponenten wie die Hydraulikspeicher von Alpine erfordert ein erfolgreiches Bauteil aufgrund der komplexen Konstruktion und der strengen Reinheitsanforderungen zusätzliche Expertise in der additiven Fertigung.
Für die Akkumulatoren, insbesondere die Trägheitsspule der Hinterradaufhängungsflüssigkeit, entwickelte das Rennteam einen festverdrahteten Dämpfer, der Teil des Hinterradaufhängungsdämpfers im Hinterradaufhängungssystem im Getriebehauptgehäuse ist.
Ein Akkumulator ist ein langes, starres Rohr, das Energie speichert und zur Glättung von Druckschwankungen wieder abgibt. AM ermöglicht es Alpine, die Länge der Dämpfungsspule zu maximieren und gleichzeitig eine vollständige Funktionalität auf begrenztem Raum unterzubringen.
„Wir haben das Bauteil so volumeneffizient wie möglich konstruiert und die Wandstärke benachbarter Rohre angeglichen“, erklärte Pat Warner, Senior Digital Manufacturing Manager des BWT Alpine F1-Teams. „Das ist nur mit additiver Fertigung möglich.“
Die finale Titan-Dämpfungsspule wurde mit dem DMP Flex 350 von 3D Systems hergestellt, einem Hochleistungs-Metall-AM-System mit inerter Druckatmosphäre. Die einzigartige Systemarchitektur der DMP-Maschinen von 3D Systems gewährleistet robuste, präzise und chemisch reine Bauteile mit der für die Fertigung erforderlichen Wiederholgenauigkeit.
Im Betrieb ist die Dämpfungsspule mit Flüssigkeit gefüllt und gleicht Druckschwankungen im System durch Absorption und Freisetzung von Energie aus. Für eine einwandfreie Funktion müssen die verwendeten Flüssigkeiten Reinheitsanforderungen erfüllen, um Verunreinigungen zu vermeiden.
Die Konstruktion und Fertigung dieser Komponente mittels additiver Fertigung von Metall bietet erhebliche Vorteile hinsichtlich Funktionalität, Integration in größere Systeme und Gewichtseinsparung. 3D Systems bietet mit 3DXpert eine Software an, eine Komplettlösung zur Vorbereitung, Optimierung und Verwaltung von Arbeitsabläufen im Metalldruck.
Das BWT Alpine F1 Team entschied sich für den Werkstoff LaserForm Ti Gr23 (A) für seine Batterien und nannte dessen hohe Festigkeit und die Möglichkeit zur präzisen Herstellung dünnwandiger Abschnitte als Gründe für seine Wahl.
3D Systems ist Partner für Hunderte von kritischen Anwendungen in Branchen, in denen Qualität und Leistung von größter Bedeutung sind. Das Unternehmen bietet außerdem Technologietransfer an, um Kunden bei der erfolgreichen Einführung additiver Fertigung in ihren eigenen Produktionsstätten zu unterstützen.
Nach dem Erfolg der aus Titan gedruckten Akkumulatoren des BWT Alpine F1 Teams sagte Warner, das Team sei ermutigt, im kommenden Jahr komplexere Aufhängungskomponenten zu entwickeln.