Het BWT Alpine F1-team heeft gekozen voor metaaladditieve productie (AM) om de prestaties van hun auto's te verbeteren door volledig functionele hydraulische accumulatoren van titanium te produceren met een minimale afmeting.
Het BWT Alpine F1-team werkt al enkele jaren samen met 3D Systems voor gezamenlijke levering en ontwikkeling. Het team, dat in 2021 debuteerde en waarvan de coureurs Fernando Alonso en Esteban Ocon respectievelijk als 10e en 11e eindigden afgelopen seizoen, koos voor de Direct Metal Printing (DMP)-technologie van 3D Systems om complexe onderdelen te produceren.
Alpine verbetert zijn auto's continu, waarbij de prestaties in zeer korte iteratiecycli steeds verder worden verbeterd. Voortdurende uitdagingen zijn onder meer het werken binnen de beperkte beschikbare ruimte, het zo laag mogelijk houden van het gewicht van de onderdelen en het voldoen aan steeds veranderende regelgeving.
Experts van de Applied Innovation Group (AIG) van 3D Systems leverden het F1-team de expertise om complexe, opgerolde componenten met uitdagende, functioneel gedreven interne geometrieën in titanium te produceren.
Additieve productie biedt een unieke kans om de uitdagingen van snelle innovatie te overwinnen door zeer complexe onderdelen met korte levertijden te produceren. Voor componenten zoals de hydraulische accumulatoren van Alpine is voor een succesvol onderdeel extra expertise op het gebied van additieve productie vereist vanwege de complexiteit van het ontwerp en de strenge eisen aan reinheid.
Voor de accumulatoren, met name de vloeistofinertiespoel van de achterwielophanging, heeft het raceteam een ​​vast aangesloten demper ontworpen die deel uitmaakt van de achterwielophangingsdemper in de hoofdversnellingsbak.
Een accumulator is een lange, stijve buis die energie opslaat en vrijgeeft om drukschommelingen te middelen. AM stelt Alpine in staat de lengte van de dempingsspoel te maximaliseren en tegelijkertijd volledige functionaliteit in een beperkte ruimte te realiseren.
"We hebben het onderdeel zo ontworpen dat het volumetrisch zo efficiënt mogelijk is en dat de wanddikte gelijk verdeeld is tussen aangrenzende buizen", legt Pat Warner, senior digital manufacturing manager van het BWT Alpine F1-team, uit. "Alleen additive manufacturing (AM) kan dit bereiken."
De uiteindelijke titanium dempingsspoel werd geproduceerd met behulp van de DMP Flex 350 van 3D Systems, een hoogwaardig metaal-AM-systeem met een inerte printomgeving. De unieke systeemarchitectuur van de DMP-machines van 3D Systems garandeert dat de onderdelen robuust, nauwkeurig, chemisch zuiver en reproduceerbaar zijn.
Tijdens de werking wordt de dempingsspiraal gevuld met vloeistof en middelt deze de drukschommelingen binnen het systeem door energie te absorberen en af ​​te geven. Om goed te functioneren, moet de vloeistof aan bepaalde reinheidseisen voldoen om verontreiniging te voorkomen.
Het ontwerpen en produceren van dit onderdeel met behulp van metaal-AM biedt aanzienlijke voordelen op het gebied van functionaliteit, integratie in grotere systemen en gewichtsbesparing. 3D Systems biedt de software 3DXpert aan, een alles-in-één softwarepakket voor het voorbereiden, optimaliseren en beheren van metaalprintworkflows.
Het BWT Alpine F1-team koos voor het LaserForm Ti Gr23 (A)-materiaal voor zijn accu's, vanwege de hoge sterkte en de mogelijkheid om nauwkeurig dunwandige secties te produceren.
3D Systems is partner voor honderden cruciale toepassingen in industrieën waar kwaliteit en prestaties van het grootste belang zijn. Het bedrijf biedt ook technologieoverdracht om klanten te helpen additive manufacturing succesvol in hun eigen faciliteiten te implementeren.
Na het succes van de met titanium geprinte accumulatoren van het BWT Alpine F1-team, gaf Warner aan dat het team gemotiveerd is om het komende jaar complexere ophangingscomponenten te ontwikkelen.