Đội đua BWT Alpine F1 đã chuyển sang sử dụng công nghệ sản xuất bồi đắp kim loại (AM) để nâng cao hiệu suất xe bằng cách sản xuất các bộ tích áp thủy lực bằng titan hoạt động đầy đủ chức năng với kích thước tối thiểu.
Đội đua BWT Alpine F1 đã hợp tác với 3D Systems trong nhiều năm để cùng cung cấp và phát triển sản phẩm. Ra mắt vào năm 2021, đội đua này, với các tay đua Fernando Alonso và Esteban Ocon lần lượt về đích ở vị trí thứ 10 và 11 mùa giải trước, đã chọn công nghệ in kim loại trực tiếp (DMP) của 3D Systems để sản xuất các bộ phận phức tạp.
Alpine liên tục cải tiến xe của mình, nâng cao hiệu suất trong các chu kỳ cải tiến rất ngắn. Những thách thức hiện tại bao gồm làm việc trong không gian hạn chế, giữ trọng lượng các bộ phận ở mức thấp nhất có thể và tuân thủ các quy định thay đổi liên tục.
Các chuyên gia từ Nhóm Đổi mới Ứng dụng (AIG) của 3D Systems đã cung cấp cho đội F1 kiến ​​thức chuyên môn để chế tạo các bộ phận dạng cuộn phức tạp với hình dạng bên trong đầy thách thức, hướng đến chức năng cụ thể, bằng titan.
Sản xuất bồi đắp mang đến cơ hội độc đáo để vượt qua những thách thức của đổi mới nhanh chóng bằng cách cung cấp các bộ phận phức tạp cao với thời gian sản xuất ngắn. Đối với các bộ phận như bộ tích áp thủy lực của Alpine, một bộ phận thành công đòi hỏi chuyên môn sản xuất bồi đắp bổ sung do độ phức tạp của thiết kế và các yêu cầu về độ sạch nghiêm ngặt.
Đối với các bộ tích áp, cụ thể là cuộn quán tính chất lỏng hệ thống treo sau, đội đua đã thiết kế một bộ giảm chấn được đấu nối trực tiếp, là một phần của bộ giảm chấn hệ thống treo sau trong hộp số chính.
Bộ tích áp là một ống dài, cứng, có chức năng lưu trữ và giải phóng năng lượng để làm giảm sự dao động áp suất. Công nghệ AM cho phép Alpine tối đa hóa chiều dài của cuộn dây giảm chấn trong khi vẫn tích hợp đầy đủ chức năng vào một không gian hạn chế.
“Chúng tôi thiết kế bộ phận này sao cho hiệu quả về thể tích càng cao càng tốt và độ dày thành ống giữa các ống liền kề cũng đồng đều,” Pat Warner, quản lý sản xuất kỹ thuật số cấp cao của đội BWT Alpine F1, giải thích. “Chỉ có công nghệ in 3D mới có thể đạt được điều này.”
Cuộn dây giảm chấn titan cuối cùng được sản xuất bằng máy DMP Flex 350 của 3D Systems, một hệ thống in 3D kim loại hiệu suất cao với môi trường in trơ. Kiến trúc hệ thống độc đáo của máy DMP của 3D Systems đảm bảo các bộ phận bền chắc, chính xác, tinh khiết về mặt hóa học và có độ lặp lại cần thiết để sản xuất các bộ phận.
Trong quá trình hoạt động, cuộn dây giảm chấn được chứa đầy chất lỏng và làm trung bình các dao động áp suất trong hệ thống bằng cách hấp thụ và giải phóng năng lượng. Để hoạt động đúng cách, chất lỏng phải đáp ứng các tiêu chuẩn về độ sạch để tránh bị nhiễm bẩn.
Việc thiết kế và sản xuất linh kiện này bằng công nghệ in 3D kim loại mang lại những lợi thế đáng kể về chức năng, khả năng tích hợp vào các hệ thống lớn hơn và tiết kiệm trọng lượng. 3D Systems cung cấp phần mềm có tên 3DXpert, một phần mềm đa năng để chuẩn bị, tối ưu hóa và quản lý quy trình in kim loại.
Đội BWT Alpine F1 đã chọn vật liệu LaserForm Ti Gr23 (A) cho pin của họ, với lý do là độ bền cao và khả năng sản xuất chính xác các phần thành mỏng.
3D Systems là đối tác của hàng trăm ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp mà chất lượng và hiệu suất là tối quan trọng. Công ty cũng cung cấp dịch vụ chuyển giao công nghệ để giúp khách hàng áp dụng thành công công nghệ sản xuất bồi đắp (additive manufacturing) tại các cơ sở của họ.
Sau thành công của bộ tích áp in 3D bằng titan của đội BWT Alpine F1, Warner cho biết đội được khuyến khích theo đuổi các bộ phận hệ thống treo phức tạp hơn trong năm tới.