El equipo BWT Alpine F1 ha recurrido a la fabricación aditiva de metal (AM) para mejorar el rendimiento de sus coches produciendo acumuladores hidráulicos de titanio totalmente funcionales con un tamaño mínimo.
El equipo BWT Alpine F1 ha estado trabajando con 3D Systems durante varios años para el suministro y desarrollo colaborativo. En su debut en 2021, el equipo, 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, mejorando y optimizando el rendimiento en ciclos de iteración muy cortos. Los desafíos constantes incluyen trabajar dentro del espacio disponible limitado, mantener el peso de las piezas lo más bajo posible y cumplir con las restricciones regulatorias cambiantes.
Los expertos del Grupo de Innovación Aplicada (AIG) de 3D Systems brindaron al equipo de F1 la experiencia necesaria para fabricar componentes en espiral complejos con geometrías internas desafiantes y basadas en funciones en titanio.
La fabricación aditiva ofrece una oportunidad única para superar los desafíos de la innovación de ritmo rápido al entregar piezas altamente complejas con plazos de entrega cortos. 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 es 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 ante fluctuaciones de presión promedio. AM permite a Alpine maximizar la longitud de la bobina de amortiguación al mismo tiempo que ofrece una funcionalidad completa en un espacio limitado.
“Diseñamos la pieza para que fuera lo más eficiente volumétricamente posible y para que compartiera el espesor de pared entre los tubos adyacentes”, explicó Pat Warner, gerente sénior de fabricación digital del equipo BWT Alpine F1. “Solo la fabricación aditiva (FA) puede lograr esto”.
La bobina de amortiguación de titanio final se produjo utilizando DMP Flex 350 de 3D Systems, un sistema AM de metal de alto rendimiento con una atmósfera de impresión inerte. La arquitectura del sistema única de las máquinas DMP de 3D Systems garantiza que las piezas sean robustas, precisas, químicamente puras y tengan la repetibilidad necesaria para producir piezas.
Durante el funcionamiento, la bobina de amortiguación se llena de fluido y promedia las fluctuaciones de presión dentro del sistema absorbiendo y liberando energía. Para funcionar correctamente, los fluidos tienen especificaciones de limpieza para evitar la contaminación.
El diseño y la producción de este componente mediante fabricación aditiva de metal ofrecen 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 flujos de trabajo de impresión de metal.
El equipo BWT Alpine F1 eligió el material LaserForm Ti Gr23 (A) para sus baterías, citando su alta resistencia y capacidad para producir con precisión secciones de paredes delgadas como las razones de su elección.
3D Systems es socio para cientos de aplicaciones críticas en industrias donde la calidad y el rendimiento son primordiales. La empresa también brinda 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 dijo que el equipo está animado a buscar componentes de suspensión más complejos el próximo año.