Zespół BWT Alpine F1 zdecydował się na produkcję w oparciu o technologię wytwarzania przyrostowego z metali (AM), aby zwiększyć osiągi swoich bolidów. W tym celu firma produkuje w pełni funkcjonalne tytanowe akumulatory hydrauliczne, zajmujące minimalną powierzchnię.
Zespół BWT Alpine F1 od kilku lat współpracuje z firmą 3D Systems w zakresie wspólnych dostaw i rozwoju. Zespół, który debiutuje w 2021 roku, a którego kierowcy Fernando Alonso i Esteban Ocon zajęli w zeszłym sezonie odpowiednio 10. i 11. miejsce, wybrał technologię bezpośredniego druku metalowego (DMP) firmy 3D Systems do produkcji złożonych części.
Alpine nieustannie udoskonala swoje samochody, poprawiając ich osiągi w bardzo krótkich cyklach iteracyjnych. Do stałych wyzwań należą praca w ograniczonej przestrzeni, utrzymanie masy części na jak najniższym poziomie i dostosowywanie się do zmieniających się ograniczeń regulacyjnych.
Eksperci z Grupy ds. Innowacji Stosowanych (AIG) firmy 3D Systems zapewnili zespołowi F1 specjalistyczną wiedzę umożliwiającą produkcję złożonych komponentów spiralnych z wymagającą, zorientowaną na funkcjonalność geometrią wewnętrzną z tytanu.
Produkcja addytywna oferuje wyjątkową możliwość pokonania wyzwań związanych z szybkimi innowacjami, umożliwiając dostarczanie niezwykle złożonych części w krótkim czasie. W przypadku takich komponentów jak akumulatory hydrauliczne Alpine, udana produkcja danej części wymaga dodatkowej wiedzy specjalistycznej z zakresu produkcji addytywnej ze względu na złożoność projektu i rygorystyczne wymagania dotyczące czystości.
W przypadku akumulatorów, a konkretnie cewki bezwładnościowej płynu zawieszenia tylnego, zespół wyścigowy zaprojektował amortyzator o stałym układzie, który jest częścią amortyzatora zawieszenia tylnego w układzie zawieszenia tylnego w głównej skrzynce skrzyni biegów.
Akumulator to długa, sztywna rura, która magazynuje i uwalnia energię w celu uśrednienia wahań ciśnienia. AM umożliwia firmie Alpine maksymalizację długości cewki tłumiącej przy jednoczesnym zachowaniu pełnej funkcjonalności w ograniczonej przestrzeni.
„Zaprojektowaliśmy tę część tak, aby była jak najbardziej efektywna pod względem objętości i aby sąsiednie rury miały tę samą grubość ścianek” – wyjaśnił Pat Warner, starszy menedżer ds. produkcji cyfrowej w zespole BWT Alpine F1. „Tylko technologia AM może to osiągnąć”.
Ostateczną cewkę tłumiącą z tytanu wyprodukowano przy użyciu maszyny DMP Flex 350 firmy 3D Systems, wysokowydajnego systemu AM do drukowania w atmosferze obojętnej. Unikalna architektura maszyn DMP firmy 3D Systems gwarantuje, że wytwarzane części są wytrzymałe, precyzyjne, chemicznie czyste i charakteryzują się powtarzalnością niezbędną do ich produkcji.
Podczas pracy cewka tłumiąca jest wypełniona płynem i wyrównuje wahania ciśnienia w układzie poprzez pochłanianie i uwalnianie energii. Aby działać prawidłowo, płyny muszą spełniać określone wymagania dotyczące czystości, co zapobiega zanieczyszczeniu.
Zaprojektowanie i wyprodukowanie tego komponentu przy użyciu technologii AM z metalu zapewnia znaczne korzyści pod względem funkcjonalności, integracji z większymi systemami i oszczędności masy. Firma 3D Systems oferuje oprogramowanie o nazwie 3DXpert, które jest kompleksowym oprogramowaniem do przygotowywania, optymalizacji i zarządzania procesami drukowania w metalu.
Zespół BWT Alpine F1 wybrał materiał LaserForm Ti Gr23 (A) do produkcji akumulatorów, podając jako powody swojego wyboru jego wysoką wytrzymałość i możliwość precyzyjnego wytwarzania cienkościennych profili.
3D Systems jest partnerem w setkach kluczowych aplikacji w branżach, w których jakość i wydajność mają priorytetowe znaczenie. Firma zajmuje się również transferem technologii, aby pomóc klientom w skutecznym wdrożeniu produkcji addytywnej we własnych zakładach.
Warner powiedział, że po sukcesie akumulatorów drukowanych tytanem w zespole BWT Alpine F1 zespół zamierza w przyszłym roku skupić się na opracowywaniu bardziej złożonych elementów zawieszenia.