El equipo BWT Alpine F1 ha recurrido a la fabricación aditiva de metales (AM) para mejorar el rendimiento de sus coches mediante la producción de acumuladores hidráulicos de titanio totalmente funcionales con un tamaño mínimo.
El equipo BWT Alpine F1 lleva varios años colaborando con 3D Systems en el suministro y desarrollo de componentes. El equipo, que debutó en 2021 y cuyos pilotos Fernando Alonso y Esteban Ocon terminaron décimo y undécimo respectivamente la temporada pasada, eligió la tecnología de impresión directa de metal (DMP) de 3D Systems para producir piezas complejas.
Alpine mejora continuamente sus coches, optimizando el rendimiento en ciclos de iteración muy cortos. Entre los retos constantes se incluyen trabajar dentro del espacio limitado disponible, mantener el peso de las piezas lo más bajo posible y cumplir con las cambiantes restricciones normativas.
Expertos del Grupo de Innovación Aplicada (AIG) de 3D Systems proporcionaron al equipo de F1 la experiencia necesaria para fabricar componentes enrollados complejos con geometrías internas exigentes y orientadas a la función, utilizando titanio.
La fabricación aditiva ofrece una oportunidad única para superar los desafíos de la innovación acelerada, al permitir la entrega de piezas altamente complejas con plazos de entrega reducidos. Para componentes como los acumuladores hidráulicos de Alpine, una pieza exitosa requiere experiencia adicional en fabricación aditiva debido a la complejidad del diseño y los estrictos requisitos de limpieza.
Para los acumuladores, específicamente la bobina de inercia del fluido de la suspensión trasera, el equipo de carreras diseñó un amortiguador cableado que forma parte del amortiguador de la suspensión trasera en el sistema de suspensión trasera en la caja principal de la transmisión.
Un acumulador es un tubo largo y rígido que almacena y libera energía para compensar las fluctuaciones de presión promedio. La tecnología AM permite a Alpine maximizar la longitud de la bobina de amortiguación, a la vez que integra una funcionalidad completa en un espacio limitado.
«Diseñamos la pieza para que fuera lo más eficiente posible en términos de volumen y para que el grosor de la pared fuera uniforme entre tubos adyacentes», explicó Pat Warner, gerente sénior de fabricación digital del equipo BWT Alpine F1. «Solo la fabricación aditiva puede lograr esto».
La bobina amortiguadora final de titanio se fabricó utilizando la DMP Flex 350 de 3D Systems, un sistema de fabricación aditiva de metales de alto rendimiento con una atmósfera de impresión inerte. La arquitectura única del sistema de las máquinas DMP de 3D Systems garantiza que las piezas sean robustas, precisas, químicamente puras y tengan la repetibilidad necesaria para su producción.
Durante su funcionamiento, la bobina amortiguadora se llena de fluido y promedia las fluctuaciones de presión dentro del sistema absorbiendo y liberando energía. Para un funcionamiento adecuado, los fluidos deben cumplir con ciertas especificaciones de limpieza para evitar la contaminación.
El diseño y la producción de este componente mediante fabricación aditiva de metales ofrece ventajas considerables en términos de funcionalidad, integración en sistemas más grandes y ahorro de peso. 3D Systems ofrece un software llamado 3DXpert, un software todo en uno para preparar, optimizar y gestionar los flujos de trabajo de impresión de metales.
El equipo BWT Alpine F1 eligió el material LaserForm Ti Gr23 (A) para sus baterías, citando su alta resistencia y su capacidad para producir con precisión secciones de paredes delgadas como razones para su elección.
3D Systems es socio de cientos de aplicaciones críticas en industrias donde la calidad y el rendimiento son primordiales. La empresa también ofrece transferencia de tecnología para ayudar a los clientes a adoptar con éxito la fabricación aditiva en sus propias instalaciones.
Tras el éxito de los acumuladores impresos en titanio del equipo BWT Alpine F1, Warner afirmó que el equipo se siente animado a desarrollar componentes de suspensión más complejos el próximo año.