BWT Alpine F1-teamet har vänt sig till Metal Additive Manufacturing (AM) för att förbättra sina bilars prestanda genom att producera fullt fungerande hydrauliska ackumulatorer i titan med minimalt fotavtryck.
BWT Alpine F1-teamet har arbetat med 3D Systems i flera år för samarbete inom leverans och utveckling. Teamet, vars förare Fernando Alonso och Esteban Ocon slutade på 10:e respektive 11:e plats förra säsongen, gjorde sin debut 2021 och valde 3D Systems direktmetalltrycksteknik (DMP) för att producera komplexa delar.
Alpine förbättrar kontinuerligt sina bilar och förbättrar prestandan i mycket korta iterationscykler. Bland de ständiga utmaningarna finns att arbeta inom det begränsade tillgängliga utrymmet, hålla delarnas vikt så låg som möjligt och följa förändrade regelkrav.
Experter från 3D Systems Applied Innovation Group (AIG) försåg F1-teamet med expertisen för att tillverka komplexa spiralformade komponenter med utmanande, funktionsdrivna interna geometrier i titan.
Additiv tillverkning erbjuder en unik möjlighet att övervinna utmaningarna med snabb innovation genom att leverera mycket komplexa delar med korta ledtider. För komponenter som Alpines hydrauliska ackumulatorer kräver en framgångsrik del ytterligare expertis inom additiv tillverkning på grund av designkomplexitet och stränga renhetskrav.
För ackumulatorerna, närmare bestämt den bakre fjädringens tröghetsspole, konstruerade racingteamet en fastkopplad dämpare som är en del av den bakre fjädringsdämparen i det bakre fjädringssystemet i transmissionens huvudlåda.
En ackumulator är ett långt, styvt rör som lagrar och frigör energi för att utjämna tryckfluktuationer. AM gör det möjligt för Alpine att maximera längden på dämpningsspolen samtidigt som den packar en komplett funktionalitet i ett begränsat utrymme.
”Vi konstruerade delen för att vara så volymetriskt effektiv som möjligt och för att dela väggtjockleken mellan intilliggande rör”, förklarade Pat Warner, senior digital tillverkningschef för BWT Alpine F1-teamet. ”Endast AM kan uppnå detta.”
Den slutliga dämpningsspolen i titan tillverkades med 3D Systems DMP Flex 350, ett högpresterande metall-AM-system med en inert tryckatmosfär. Den unika systemarkitekturen hos 3D Systems DMP-maskiner säkerställer att delarna är robusta, exakta, kemiskt rena och har den repeterbarhet som krävs för att producera delar.
Under drift fylls dämpningsspolen med vätska och utjämnar tryckfluktuationer i systemet genom att absorbera och frigöra energi. För att fungera korrekt har vätskor renhetsspecifikationer för att undvika kontaminering.
Att designa och producera denna komponent med hjälp av metall-AM erbjuder betydande fördelar när det gäller funktionalitet, integration i större system och viktbesparingar. 3D Systems erbjuder en programvara som heter 3DXpert, en allt-i-ett-programvara för att förbereda, optimera och hantera arbetsflöden för metalltryck.
BWT Alpine F1-teamet valde materialet LaserForm Ti Gr23 (A) till sina batterier, med motiveringen att valet berodde på dess höga hållfasthet och förmåga att exakt producera tunnväggiga sektioner.
3D Systems är en partner för hundratals kritiska applikationer inom branscher där kvalitet och prestanda är av största vikt. Företaget erbjuder även tekniköverföring för att hjälpa kunder att framgångsrikt införa additiv tillverkning i sina egna anläggningar.
Efter framgången med BWT Alpine F1-teamets titantryckta ackumulatorer uppmuntras teamet att satsa på mer komplexa fjädringskomponenter under det kommande året.