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2023-07-20 【3D列印應(yīng)用】偏佈各行各業(yè)的3D列印 - 用在賽車運(yùn)動(dòng)上 !
【3D列印應(yīng)用】偏佈各行各業(yè)的3D列印 - 用在賽車運(yùn)動(dòng)上 !
本文的是次介紹來自荷蘭的車隊(duì)Van Amersfoort 使用 3D 列印來參加三級(jí)方程式和四級(jí)方程式賽車比賽 !
賽車運(yùn)動(dòng)一直是技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)源地。這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中的工程師們夜以繼日地工作，與來自汽車、航空航天、數(shù)據(jù)分析等眾多領(lǐng)域的全球傑出創(chuàng)新者同臺(tái)競技，以創(chuàng)造出更快、更強(qiáng)、更靈活的車輛。 Van Amersfoort 車隊(duì)也不例外。
這支荷蘭車隊(duì)同時(shí)參加三級(jí)方程式和四級(jí)方程式比賽，並多次贏得比賽和冠軍。它還幫助查爾斯-勒克萊爾（Charles Leclerc）和馬克斯-維斯塔潘（Max Verstappen）等頂尖車手為一級(jí)方程式做準(zhǔn)備。但是，Van Amersfoort 車隊(duì)的成功並沒有阻止他們尋找新的方法，讓他們在競爭中真正處於領(lǐng)先地位。這就是車隊(duì)開始使用 3D 列印技術(shù)的原因。
在起跑線上
去年，在備戰(zhàn) F3 地區(qū)方程式比賽時(shí)，Van Amersfoort Racing 採用了意大利著名製造商 Tatuus 提供的底盤，該製造商以其穩(wěn)定性和增強(qiáng)的馬力而聞名。 一切看起來都很順利——除了路途中的一次小顛簸。"
Van Amersfoort 車隊(duì)三級(jí)方程式技術(shù)總監(jiān) Remco Advocaat 說："我們在周末比賽前兩週才收到賽車，賽車運(yùn)到車間時(shí)，我們什麼工具都沒有。在短短兩週內(nèi)，我們就需要為第一場比賽做好準(zhǔn)備"。
三級(jí)方程式賽車必須經(jīng)過完美的調(diào)校才能上賽道，這是一門精確的科學(xué)，十分之一秒的差距就能決定是登上冠軍領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)和失敗的嚴(yán)重程度。因此，距離比賽日只有兩週時(shí)間，Van Amersfoort的處境十分艱難。
Van Amersfoort車隊(duì)的車庫
Remco 說："這正是快速成型技術(shù)給我們帶來很大幫助的地方，我們可以在兩天內(nèi)製造出工具，這在以前的金屬製造中是做不到的。
通過使用 3D 列印機(jī)開發(fā)定制工具，該團(tuán)隊(duì)能夠利用一切可能的時(shí)間對車輛進(jìn)行微調(diào)。例如，他們製作了一個(gè)車尾校準(zhǔn)工具，安裝在三級(jí)方程式賽車的尾燈上。這樣，機(jī)械師就可以準(zhǔn)確地調(diào)整賽車的車輪，確保它們在賽道上調(diào)整得恰到好處。
線材兼容性
車尾校準(zhǔn)工具使用碳棒，由拉伸的金屬線作為車輛中心點(diǎn)的基準(zhǔn)。因此，準(zhǔn)確定位這些碳棒極為重要。由於聚乳酸等標(biāo)準(zhǔn)材料的強(qiáng)度和剛度不夠，團(tuán)隊(duì)開始嘗試使用 Clariant 生產(chǎn)的碳纖維增強(qiáng)材料。
"Remco 說："我們一直在使用傳統(tǒng)材料進(jìn)行列印，但有了Ultimaker Clariant的碳纖維材料，就有了無限可能。 "我們現(xiàn)在能夠找到能夠承受極端工作環(huán)境的解決方案"。
Clariant PA6/66 20CF 是一種含有 20% 碳纖維的尼龍材料，具有完美的工作性能。由於 Ultimaker S5 使用的是開放式線材系統(tǒng)*，因此使用 Ultimaker CC 0.6 列印芯列印這種材料不成問題。
*開放式線材3D 列印機(jī)可使用符合機(jī)器參數(shù)的任何線材進(jìn)行製造，這些線材來自各種材料供應(yīng)商。這就為用戶提供了選擇適合其項(xiàng)目需求的線材的機(jī)會(huì)，同時(shí)還能選擇滿足其材料質(zhì)量和成本要求的供應(yīng)商。相比之下，封閉式線材 3D 列印機(jī)將用戶鎖定在有限的線材選擇上，這些線材通常由機(jī)器製造商提供。
Van Amersfoort 車隊(duì)使用 的3D 列印材料
Clariant 還為團(tuán)隊(duì)提供了定制的 PET-G 線材。這種線材用於車尾校準(zhǔn)工具的 "內(nèi)部緩衝墊"，防止安裝工具時(shí)刮傷油漆。 PET-G 的熒光橙色與 Van Amersfoort Racing Formula 3 賽車上的貼花顏色一模一樣，使工具（如定制的側(cè)桿空氣吹風(fēng)機(jī)）看起來光滑、專業(yè)，符合車隊(duì)的審美。
從觀眾到冠軍
在團(tuán)隊(duì)工程師使用 Ultimaker S5 製作先進(jìn)工具的同時(shí)，Van Amersfoort Racing 車隊(duì)的其他成員也開始看到 3D 列印的可能性。
"3D列印的理念在公司內(nèi)部不斷發(fā)展，"Remco說。 "你經(jīng)?？梢钥吹綑C(jī)械師要求使用特定的3D列印工具。
3D列印技術(shù)使團(tuán)隊(duì)能夠應(yīng)對挑戰(zhàn)，並創(chuàng)造出以前難以實(shí)現(xiàn)的解決方案。例如，負(fù)責(zé)汽車前製動(dòng)器的機(jī)械師創(chuàng)造了一個(gè)簡單的工具架，可以放在汽車的懸掛架上?，F(xiàn)在，在進(jìn)行維護(hù)時(shí)，車輛組裝所需的每一個(gè)工具或部件都可以直接看到，觸手可及。
3D 列印工具支架讓機(jī)械師能夠輕鬆使用工具
Van Amersfoort 車隊(duì)的逼真內(nèi)部賽車模擬器也採用了這項(xiàng)技術(shù)。這些模擬器為駕駛員提供了熟悉賽道和賽車的機(jī)會(huì)，也為他們提供了適應(yīng)”Halo” 的時(shí)間。”Halo”(光環(huán)) 是一種駕駛員安全保護(hù)系統(tǒng)，由環(huán)繞賽車駕駛艙的弧形桿組成，保護(hù)駕駛員的頭部。光環(huán)可以大大降低駕駛員受傷的機(jī)率，但同時(shí)也會(huì)影響他們的視野。
一個(gè)真正的光環(huán)大約需要 4000 歐元，而且難以用傳統(tǒng)製造方法複製。 Van Amersfoort 車隊(duì)使用 3D 列印機(jī)，用四個(gè)相對簡單的列印件製作了一個(gè)光環(huán)，然後將它們粘在一起並用碳纖維板包裹。這樣製作出的光環(huán)足夠堅(jiān)固，可以用於模擬器，現(xiàn)在模擬器可以向駕駛員展示賽道的逼真景象。
前進(jìn)之路
Van Amersfoort 車隊(duì)的工程師利用 3D 列印機(jī)製作的工具、夾具和固定裝置提高了工作效率，使車庫和維修站的生活更加輕鬆。團(tuán)隊(duì)幾乎每天都在發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用，利用 3D 列印和其他技術(shù)將賽車創(chuàng)新推向極限。
Remco 說："由於我們的 F3 和 F4 車隊(duì)規(guī)模龐大，3D 列印應(yīng)用的數(shù)量非常巨大。我可以想像，汽車製造商等大公司可以利用3D列印技術(shù)生產(chǎn)出許多工具"。
由此可見，3D 列印用途廣泛偏佈各行各業(yè)，需求量亦會(huì)日益擴(kuò)大。
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參考資料