多年来,加性制造在汽车运动世界至关重要。在速度和性能的比赛中,它是设计和测试的一个Lynchpin。现在,种族团队正在发现添加剂制造可以用于简单地生产和评估新的部件设计。该技术可以生产准备击中轨道并忍受高速赛车的严谨性的零件。

电机运动队正在使用该技术进行生产部件的直接数字制造(DDM)。在这样做时,团队已经证明,通过添加剂制造业的部件具有满足各种类型的赛车的需求的质量和耐用性。

纳斯卡

斯图尔特-哈斯赛车使用增材制造,以加速推出新的零部件设计。据高级设计工程师Matt Johnson介绍,该团队使用了Stratasys熔融沉积建模(FDM)工艺,以节省机器车间时间和材料费用。

“我们总能找到方法来改善我们从我们的原型设计,”约翰逊说。“我们让,而不必花时间做一个新的数控工具机及促使更多的材料修改后的部分。”

在获得FDM机器的5个月内,斯图尔特-哈斯就用这台机器为他的39号和14号赛车生产了零部件。

收音机的超大旋钮就是一个很好的例子。旋钮有一个d型孔,用于安装在阀杆上。这个简单的功能对CNC来说是一个挑战。Johnson说:“加工小的d型孔非常耗时。“增材制造是一个更简单的解决方案。”

另一个例子是用来引导空气和一氧化碳从司机的管道。理想情况下,管道接头应该是定制的,以适合每一辆车。但是制造连接器的通常选择——加工、成型或复合层合——既昂贵又耗时。现成的连接器将不是最优的。

添加剂制造提供了一个完美的选择。在完成设计后的几个小时,斯图尔特 - 哈斯能够生产定制连接器,优化的空气路由到改善气流和驾驶舒适性。

乔吉布斯赛车一直使用FDM了好几年。像斯图尔特 - 哈斯,乔吉布斯赛车取得的FDM机的设计和评估工具,但后来扩大了其应用包括图案制作和DDM。研究小组使用该技术生产的2014赛季赛225一氧化碳过滤器外壳。根据设计工程师布莱恩·利维,两件式壳体六将每个比赛周末使用。

Levy解释说,过滤器外壳是由聚碳酸酯制成的,选择聚碳酸酯是因为它能够在200华氏度的温度下运行四个小时。优化的外壳设计充分利用了FDM的能力,将重量降到最低。

“这是一个设计,将是非常困难和耗费时间的,以数控机床,”利维说。“我们生产的10天与我们FDM机一次运行。我们让他们的需求,这是我们永远无法与我们的CNC做。该数控铣床总是大排长龙,所以任何我们可以卸载到FDM是非常有益的,尤其是当我们正在加速进行比赛的赛季。”

世界拉力锦标赛

世界拉力赛将赛车和车手们集中在一系列的两到四天的赛事中,通过地球上一些最艰难和最多样的条件。赛车在绿树成荫、有盲峰和大跳跃的砾石赛道上全速行驶。拉力赛赛车的速度达到每小时100英里,飞行超过175英尺,飞行时间为3到4秒。如果设计团队搞错了,对着陆的冲击可能会使底盘弯曲,扯掉悬架,或者伤害驾驶员。

总部位于英国的Prodrive是世界上最大、最成功的汽车运动和汽车技术企业之一,年销售额约1.56亿美元,在全球拥有700名员工。虽然该公司的根基是赛车运动,但目前超过一半的业务涉及开发小众汽车和道路车辆新技术。

世界拉力锦标赛一系列艰苦的性质不从装备的拉力赛车,约翰·库珀工程MINI,拥有高达15个FDM部分根据首席设计师保罗·多伊停止Prodrive公司。

在迷你设计和测试期间,FDM在设计评估和测试中至关重要。现在,汽车正在赛车,Prodrive使用其FDM机器近全日制制作生产部件,包括仪表吊舱,轮拱和引擎盖通风口。这些零件遍布所有推动团队汽车和客户车,覆盖了6,000英里的滥用集会赛车。

DOE引用了添加剂制造的许多优点。他们中间的主要是成本。“我们每年只制造25辆汽车,因此很难证明工具成本,”他说。“FDM消除了工具,这使成本降低并缩短了响应时间。”

作为设计师,DoE也喜欢产品可以制造他的船员梦寐以求的任何东西,这优化了性能。“我们不受正常约束的限制,例如如何从工具中脱模,”他解释道。“这为我们的设计开辟了新的指导和新的机会。”

Mini的两件式仪表POD显示了无约束的设计可以为组装做些什么。由ABS制造,POD集成了所有安装功能并具有电气部件的通道。如果由碳纤维制成,则需要将这些特征手动粘合到二级操作中的豆荚。

测量仪还吊舱包括中空的,但完全封闭的,安装支架维持强度,同时最小化的重量。“我们不能做与任何其他进程,”李四说。虽然这是一个非结构部分,荚承受5克对硬着陆的冲击力。

在另一示例中,MINI的后轮拱被设想和在24小时内制造。经检验,国际汽车联合会(FIA)-The运动的管理机构,采取了问题与后轮区域的气动布局。这天下午,Prodrive公司设计的轮拱,以减轻FIA的担忧,隔夜制造他们,第二天早上他们安装。“FIA印象非常深刻,我们的响应时间。他们审查了解决方案,并在车上签了字,回忆说:”李四。“今天,我们所有的MINI的与FDM制造的轮拱赛车。”

当司机在转弯时,轮拱会受到沙砾的冲击。即便如此,还没有一个失败。“在拉力赛中,我们唯一的失败就是零件和赛车之间的连接,”多伊说。

Prodrive如何使用增材制造的最后一个例子是MINI的引擎盖排气口,它是用FDM制造的。Prodrive优化了空气动力学设计,而不是简单的唇来装饰开口。这种形状使成型或碳纤维铺设非常困难,但用增材制造,生产很简单。通风口坚固、轻便、耐热。它将通过涡轮和排气的空气提取出来,最高温度可达1800华氏度。

但表现并不放置在通风口上的唯一要求。在最后一分钟,MINI的制造商,宝马临危受命,并要求中央罩百叶窗的造型。由于FDM消除工具,Prodrive公司曾与制造这一重新设计的部分没有问题。这是能源部欢迎的另一个优势。还有就是设计上无法承诺;根据需要可以Prodrive公司改变其部分。

“FDM技术很容易使用,有时我必须缰绳,”Doe说。“他们正在设计狂野的想法,因为他们可以。很多时候,我们不能证明不使用FDM。“

虽然赛车世界已经证明了DDM在达到高峰表现方面的作用,但消费者只看到了冰山一角。但是,当日常的车辆都配备有通过添加剂制造业的标准和定制部件时,这一天将很快出现。