Đội đua BWT Alpine F1 đã chuyển sang công nghệ Sản xuất phụ gia kim loại (AM) để nâng cao hiệu suất của xe bằng cách sản xuất bình tích áp thủy lực titan có chức năng đầy đủ với diện tích chiếm dụng tối thiểu.
Đội BWT Alpine F1 đã hợp tác với 3D Systems trong nhiều năm để cung cấp và phát triển hợp tác. Ra mắt vào năm 2021, đội đua này, với hai tay đua Fernando Alonso và Esteban Ocon lần lượt về đích ở vị trí thứ 10 và 11 trong 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, cải thiện và nâng cao hiệu suất trong các chu kỳ lặp lại rất ngắn. Những thách thức liên tục bao gồm làm việc trong không gian hạn chế, giữ trọng lượng bộ phận ở mức thấp nhất có thể và tuân thủ các ràng buộc về quy định thay đổi.
Các chuyên gia từ Nhóm Đổi mới Ứng dụng (AIG) của 3D Systems đã cung cấp cho nhóm F1 chuyên môn để sản xuất các linh kiện cuộn phức tạp với hình học bên trong đầy thách thức theo chức năng bằng titan.
Sản xuất bồi đắp mang đến cơ hội độc đáo để vượt qua những thách thức của quá trình đổi mới nhanh chóng bằng cách cung cấp các bộ phận cực kỳ phức tạp với thời gian hoàn thành ngắn. Đối với các thành phần như bình tích áp thủy lực của Alpine, một bộ phận thành công đòi hỏi chuyên môn sản xuất bồi đắp bổ sung do tính phức tạp trong thiết kế và yêu cầu vệ sinh nghiêm ngặt.
Đối với bộ tích lũy, đặc biệt là cuộn quán tính chất lỏng của hệ thống treo sau, đội đua đã thiết kế một bộ giảm chấn có dây cứng, là một phần của bộ giảm chấn hệ thống treo sau trong hộp số chính.
Bộ tích lũy là một ống dài, cứng có chức năng lưu trữ và giải phóng năng lượng để trung hòa các biến động áp suất. AM cho phép Alpine tối đa hóa chiều dài của cuộn dây giảm chấn trong khi vẫn đảm bảo đầy đủ chức năng trong một không gian hạn chế.
“Chúng tôi thiết kế bộ phận này sao cho hiệu quả về mặt thể tích nhất có thể và chia sẻ độ dày thành giữa các ống liền kề”, Pat Warner, giám đốc sản xuất kỹ thuật số cấp cao của đội BWT Alpine F1 giải thích. “Chỉ có AM mới có thể đạt được điều này”.
Cuộn dây giảm chấn titan cuối cùng được sản xuất bằng DMP Flex 350 của 3D Systems, một hệ thống AM 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 chắc chắn, chính xác, tinh khiết về mặt hóa học và có khả năng lặp lại cần thiết để sản xuất các bộ phận.
Trong quá trình hoạt động, cuộn giảm chấn được đổ đầy chất lỏng và tính toán trung bình các biến động áp suất trong hệ thống bằng cách hấp thụ và giải phóng năng lượng. Để hoạt động bình thường, chất lỏng phải có thông số kỹ thuật về độ sạch để tránh nhiễm bẩn.
Việc thiết kế và sản xuất linh kiện này bằng công nghệ AM kim loại mang lại những lợi thế đáng kể về mặt chức năng, khả năng tích hợp vào các hệ thống lớn hơn và tiết kiệm trọng lượng. 3D Systems cung cấp một phần mềm có tên là 3DXpert, một phần mềm tất cả trong một 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 mình vì lý do độ bền cao và khả năng sản xuất chính xác các phần có 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 chuyển giao công nghệ để giúp khách hàng áp dụng thành công sản xuất bồi đắp tại cơ sở của mình.
Sau thành công của bộ tích lũy được in bằng titan của đội BWT Alpine F1, Warner cho biết đội được khuyến khích theo đuổi các thành phần hệ thống treo phức tạp hơn trong năm tới.