Bolid formuły FNX-17 częściowo wydrukowany w 3D

20 Października 2017 – Konkurs Formula Race Car organizowany przez środowiska studenckie w Chinach zawsze przyciągał wiele uwagi. Wykorzystanie druku 3D w konstrukcji bolidów dodatkowo uskrzydliło projektantów i przyciągnęło uwagę obserwatorów. Farsoon już od kilku lat wspiera rozwój konstrukcji tych samochodów wyścigowych. W 2014 roku zespół Hunan University, sponsorowany przez Farsoon Technologies, wygrał zawody. Ten coroczny konkurs w projektowaniu i produkcji bolidów FNX organizowany jest przez studentów mechaniki i konstrukcji samochodowych oraz pokrewnych dziedzin inżynierii i innych nauk ścisłych. Teraz, w piątym już roku współpracy, Farsoon zapewni wsparcie techniczne dla zespołu studentów z Changsha University of Technology, drukując 3D niektóre części z bolidu formuły FNX-17.

Ten bolid FNX-17 to konstrukcja oparta na wieloletnim doświadczeniu i wykorzystaniu technik przyrostowych w celu uzyskania lekkich i jednocześnie wytrzymałych części. Układ sterowniczy, szkielet konstrukcji, wahacze, części chłodnicy i ponad 30 innych, kluczowych elementów stworzono dzięki technologii druku 3D Farsoon Technologies. Części do bolidu wykonano z wytrzymałych materiałów polimerowych i metali. W podsumowaniu aż 41 elementów tego samochodu wyścigowego wykonano technikami przyrostowymi. Dzięki temu korpus tworzy wiele elementów ściśle do siebie dopasowanych, bez tworzenia dodatkowych połączeń spawanych lub skręcanych. Dzięki temu konstrukcja jest lekka i sztywna. Bolid przy masie 225 kg może osiągnąć prędkość maksymalną 140 km/h.

Druk 3D to alternatywa produkcyjna

Tradycyjnymi metody wytwarzania, formowania poprzez odlewy, kucia i innych złożonych procesów są czasochłonne. Druk 3D pozwala skrócić czas produkcji komponentów do ułamka oryginalnego, 6-8 miesięcznego cyklu produkcyjnego. Części powstające poprzez wydruk 3D posiadają porównywalne lub wyższe właściwości mechaniczne co elementy odlewane. To czyni je niezawodną alternatywą dla innych metod produkcji.

„Druk 3D całkowicie zmienił proces rozwoju konstrukcji studenckich bolidów wyścigowych” – mówi Pan Xiang Xiang, prof. nadzw. Changsha University of Science and Technology, nadzorujący zespoły wyścigów formuł studenckich. „Części do bolidów drukowane 3D mogą zaspokoić indywidualne potrzeby wytwarzanych komponentów. Dodatkowo, nie tylko zapewnić że części wmontowane są precyzyjnie i dokładnie lecz również poprawić efektywność kluczowych komponentów bolidu.”

Yuan Xiang, prof. nadzw. powiedział „Zastosowanie technologii druku 3D Farsoon pozwoliło na produkcje kluczowych komponentów o dużo wyższej stabilności. Zastosowanie aluminium i innych lekkich materiałów spowodowało niską wagę całej karoserii. Miało to korzystny wpływ na przyspieszenie bolidu jednocześnie spełniając testy wytrzymałościowe. Dzięki serii przeprowadzonych testów i eksperymentów, obecnie druk 3D jest szeroko i rozważnie stosowany w produkcji studenckich bolidów formuły FNX a jego zalety pozwalają na uzyskanie lepszych osiągów.”

Kluczowe komponenty bolidu powstałe z druku 3D

Zastosowanie technik przyrostowych w przemyśle motoryzacyjnym jak i również przy produkcji studenckich bolidów jest już dobrze ugruntowane. Bolid odnoszący sukcesy musi być precyzyjnie wykonany, lekki i jednocześnie posiadać bardzo dobre osiągi w swojej klasie. Zalety stosowania technik druku 3D pozwalają polepszyć osiągi dzięki redukcji wagi kluczowych komponentów oraz wyższą swobodę podczas ich projektowania. Zespół wyścigowy Farsoon Technologies i Long Science and Technology współpracował podczas projektowania i analizy prototypów, dążąc do osiągnięcia najlepszych wyników w dniu wyścigu.

Zastosowanie tradycyjnych metod produkcji komponentów motoryzacyjnych mogą być trudne w realizacji bądź kosztowne dla środowiska studenckiego, więc zespoły wyścigowe formuły FNX-17 tak zmodyfikowały większość kluczowych komponentów bolidu aby najoptymalniej było wykonać je technikami przyrostowymi. Elementy takie jak układ wydechowy, blok silnika, kolektor dolotowy, kierownica, elementu zawieszenia i układu sterowania oraz zestaw aerodynamicznych elementów zewnętrznej karoserii wykonano metodami druku 3D. Dzięki temu zapewniono ich perfekcyjnie dopasowany montaż, wysoka wytrzymałość mechaniczna oraz inne wymagania projektowe.

Prezentacja części – projekt przedniej i tylnej piasty

Zastosowany materiał: Stop tytanu

Piasta to cylindryczna, metalowa część, która łączy koło z układem napędowym, jednocześnie podtrzymując ciężar bolidu. Każda, nawet najmniejsza redukcja masy piasty zmniejsza moment bezwładności elementu i pozwala bolidowi formuły FNX-17 na szybsze przyspieszanie i zwalnianie.

Kolektor dolotowy

Zastosowany materiał: Nylon

Wydrukowany z nylonu kolektor dolotowy skutecznie eliminuje ograniczenia kształtu istniejące przy metodach tradycyjnego wytwarzania części. Jednocześnie zapewnia lekkość, trwałość tak cenioną w samochodach wyścigowych.

Ultralekkie spoilery/lotki

Zastosowany materiał: Nylon

Aerodynamiczne elementy karoserii samochodów wyścigowych są niezwykle ważne, ponieważ oprócz mniejszych oporów powietrza pomagają zwiększyć trakcję i przyczepność. Tradycyjnie wykonywane elementy charakteryzowały się wyższą wagą i niską precyzją wykonania zaokrąglonych struktur. Druk 3D eliminuje te wady a dzięki zastosowaniu specjalnego wewnętrznego wypełnienia pozwala dodatkowo uzyskać wyższą estetykę produkowanych części.

Tytuł oryginału: 2017 3D printed formula racing car FNX-17 is ready to race!

Źródło: http://en.farsoon.com/industry_detail/productId=76.html