FDM 技术

FDM 又称熔融沉积成型,是迄今为止使用广泛的 3D 打印工艺之一

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FDM 又称熔融沉积成型,是迄今为止使用广泛的 3D 打印工艺之一

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沙漠拉力赛中的速度与激情

沙漠拉力赛中的速度与激情

2021-07-26 11:00

BRX 车队和 Prodrive 团队利用 MakerBot METHOD在沙漠中部进行移动式制造,让作为新人的他们在达喀尔拉力赛上创下了最高的成绩记录。

成功者的血统

Prodrive 在赛车运动方面有着悠久的历史,1984年,它参加并赢得了第一项赛事——卡塔尔国际拉力赛。从那以后,Prodrive势不可挡,在各类赛车运动项目中赢得了多个冠军。

2021年,该公司与巴林王国合作参加达喀尔拉力赛,成立了新的车队Bahrain Raid Xtreme (BRX)。达喀尔拉力赛为期两周,赛段覆盖沙特阿拉伯数百英里非常挑战的越野地形。

Prodrive的传统可以追溯到 1984 年的卡塔尔拉力赛上,他们赢得了首场比赛。

2021年达喀尔拉力赛在沙特阿拉伯举行,司机 Sébastien Loeb和副驾驶 Daniel Elena 在他们的Prodriver Hunter参赛车前合影。

为了准备赛事,BRX 车队便着手开发 Hunter T1赛车,这个全新的双车车队由 9x世界拉力赛冠军 Sébastien Loeb 和 25x达喀尔拉力赛传奇人物 Nani Roma 驾驶。Roma车队在2021年的比赛中获得了第五名,这是有史以来第一次有车队首战达喀尔拉力赛,便获得如此高的排名。

2020,一切从零开始

Nani Roma's Hunter在达喀尔拉力赛上,穿越沙特沙漠的景观。

2019年底BRX团队的工作才刚刚开始,便突然遇到了迄今为止影响该行业最大的一个挑战。

Prodrive的首席工程师 Paul Doe说:

在时间上,我们往往把自己置于特别艰难的境地。但新冠疫情更加打乱了我们我们已十分紧迫的时间节奏,在英国,封锁令迫使我们的工厂关闭了一段时间。原本应该需要大约一年的开发时间被压缩到了九个月。直到2020年10月,我们才最终转动起汽车上的方向盘,而以往,我们在7月份便已开始进行测试。

由于达喀尔拉力赛定于 2021年1月的前两周举行,这给整个车队带来了巨大的压力。虽然BRX车队有40人对Hunter T1赛车进行设计、施工、服务和操作,但由于时间被严重缩短,整个团队捉襟见肘。此外,尽管 Prodrive具备内部制造、装配和加工能力,但团队还是需要与其他项目争夺资源。

为成品碳纤维零件

寻找工业3D打印平台

当Doe决定将全球碳纤维材料供应商DSM推荐的MakerBot METHOD X®3D打印机添加到他的团队工具箱时,游戏规则便改变了。METHOD X使他的团队能够快速、方便地制作原型和打印急需的部件,并在赛道内外进行不同的应用试验。凭借增材制造的无限可能性,原型设计和零件生产的过程变得更加精简,并大大提高了经济效益。

创新一直是 Prodrive 的核心宗旨,它使用很多新技术来确保自身在行业中的始终在领先地位。将METHOD X添加到其尖端技术中使得该公司有机会在被压缩生产时间的情况下依然可以节省更多的时间。

Prodrive 的英国工厂早前用MakerBot METHOD X为 Hunter赛车设计和生产复杂的尼龙碳纤维零件

Prodrive的首席工程师 Paul Doe指出:

与普通的零件生产相比,使用 MakerBot METHOD X 有很多好处,例如速度和响应能力。在设计汽车零件时,第一个想法通常是先用3D打印机把零件打印出来,看看效果。在提交最终产品之前,先对零件进行试用,这样的能力能让我们轻松快速地对零件进行更改。这种快速迭代能力不但让我们可以保持原计划生产时间表,还为我们节省了大量资金。

借助两台 METHOD X 3D 打印机,BRX 团队能够同时在英国工厂和拉力赛现场设计和生产零件。

从车间到开阔的沙漠

达喀尔拉力赛那长达12天的沙漠环境,对在极端温度和残酷地形中比赛车辆的每个部件都要求极高。

BRX车队把METHOD X装载到他们放置在沙漠中的一辆维修卡车上。现场随时用METHOD X打印预制零件,或打印钢或铝零件的固定件。

Prodrive的首席工程师 Paul Doe说:

我们把这台机器放在卡车上,然后在偏僻的地方进行远程打印,在那里你看不到任何开化的痕迹,但我们正在使用这种工业3D打印技术的机器。我们在测试过程中充分利用了3D打印零部件的速度。

在达喀尔拉力赛上,BRX车队在一个名为“露营地”的大本营开展工作,那里有十多辆车、支持人员和设备。这是参加 2021 年达喀尔拉力赛中规模最大、装备最齐全的车队之一。

无论在试验阶段,还是在比赛期间,都可以在卡车上方便地操作METHOD X,根据实际需求打印零件。封闭的加热室可确保零部件在打印过程中不受恶劣环境因素的影响。

BRX车队使用METHOD X 打印了Hunter T1赛车的30 多个零件,包括悬挂传感器的底座和驾驶舱灭火系统的雕刻喷嘴底座。

悬架位置得传感器使工程师能够查看减震器、车辆动力、车轮定位、驱动轴等性能。传感器生成数据并将信息回传车队以便进行更好的分析,进而可用于提高车辆性能。

装载系统采用 MakerBot 尼龙碳纤维打印,是METHOD X的理想应用之一。从把 3D 打印支架放置在沙漠中间的地面进行观察,再到卡车里对其设计做出相应的更新和加固,最后在 METHOD X上开始打印生产,整个过程仅需一个半小时。

随着新零件的完成,车队也准备好将其安装在汽车上并继续收集数据。

Prodrive的首席工程师 Paul Doe说:

这对我们来说很新鲜。过去,我们也使用增材制造,但我们没有能力做到这么快。此外,我们在 METHOD X 上使用的材料,尤其是尼龙碳纤维,相比过去几年,表现出更好的性能。汽车中有相当多得零件所处环境温度高达 120°C,例如靠近制动器的发动机舱和车轮侧的零件,传统 FDM 材料很难忍受这样的高温,这迫使我们改用成本高昂的铝。在这种情况下,我们可以使用非常耐高温的尼龙碳纤维打印零件。METHOD X 上的碳打印头确实为我们打开了许多新的应用之门。

副驾驶 Alexandre Winocq 正在安装 3D 打印支架,并将车载传感器固定到位。这对向工程师提供实时比赛数据至关重要。

Prodrive的首席工程师 Paul Doe继续说道:

与传统的铝或钢零件相比,我们现在使用的材料密度非常低,进而我们能够制造出比传统零件轻得多的零件。并让我们能自由地对零件进行有效的测试。

不仅性能好,外观也不错

BRX 车队还为驾驶舱中的灭火系统的一个喷嘴,用尼龙碳纤维打印了一个轻巧的雕刻底座。由于汽车的尺寸庞大,每辆车都需配备两个灭火系统。每辆车都有温度极高的涡轮发动机、500 升油箱和其他各种高度易燃材料,因此灭火系统至关重要。

通常,车队需要用传统的重金属(钢或铝)制造该喷嘴,这既费时又费钱。尼龙碳纤维的高强度、高耐热性和强刚度特性,正是金属的理想轻质替代品。

Prodrive的首席工程师 Paul Doe说:

我们一直希望摆脱传统的折叠铝制支架,从而在驾驶舱内获得更高级的感觉。METHOD X 让我们能够试验一种新型喷嘴。雕刻底座在形式和功能之间取得了很好的平衡。事实上,它看起来比我们过去的要好10 倍,而且成本也不高。

展望与未来

Prodrive的首席工程师 Paul Doe总结到:

凭借METHOD X 3D 打印机及其零件与工具数字库存的功能,我们能够按需打印并更加灵活高效地工作。我们有非常雄心勃勃的计划,在未来几年增加路线图上的车辆总数。随着我们的规模不断扩大,收藏的几台机器已无法满足我们的需求。相比其他类型的制造工艺,3D打印的成本较低,但从长远来看,投资会获得回报。大量的项目即将到来,所以我们也将会有更多的机会来测试METHOD 3D 打印机。

源文摘自:MakerBot

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