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性能至上|METHOD X 提升赛车部件即时制造能力

性能至上|METHOD X 提升赛车部件即时制造能力

2022-03-16 11:29

Spire Motorsports车队在2018年第一次亮相纳斯卡杯系列赛后,无论在赛道还是提升赛车性能上,都在持续发力。继而,在2019年代托纳的可口可乐零糖400比赛中获胜。赛场上有着超俗表现的7号和77号赛车,在内部零件上进行了很大的改进,而其中的部分功劳来自于MakerBot METHOD X 3D打印机

Spire Motorsports的工程师Ryan Kelly,除了负责轨旁支持和发动机技术外,还要监督团队3D打印工作,他说:“METHOD X 3D打印的强大之处在于,如果我急需制作零件,无需等待,立刻可以开始制作。

拥有三台METHOD X 3D打印机,Spire车队能随时打印他们需要的赛车零件和辅助设备,无需再外包生产或购买。除了满足车队自己每周的打印需求,车队母公司Spire Sports and Entertainment其他部门临时提出的3D打印需求也可以得到满足。

一个赛季36场比赛,每周赛程400-500英里,无论是因为意外破损还是自然磨损,车队都必须定期更换零件。METHOD X让车队的工作高效且不被中断,这在紧张激烈的纳斯卡杯系列赛中至关重要。

METHOD X极大地提升了我们即时制造零件的能力。拥有了它们以后,我们可以制造出完全符合我们实际需求的零部件,这才是我们需要的,也是保证团队车间高效工作的制胜法宝。

 

——Ryan Kelly

Spire Motorsports工程师

7号车手Corey Lajoie和77号车手Justin Haley,对于驾驶舱内的定制配件赞不绝口,其中部分配件就归功于3D打印

Spire的车库配备了各种最先进的设备,从机床到3D打印机,甚至还有价值数百万美元的鹰眼检测设备

将多台打印机和多种材料作为解决方案

Spire根据自身需要,通常使用ABS、尼龙碳纤维和PLA这三种材料来打印制作赛车零部件,并将这些零部件用于驾驶舱内、发动机罩下、发动机周围以及赛道上。相较于制造车间通常使用的铝、钢或金属等重型材料,这些材料所制作的零部件重量更轻,在强度和耐用性上也可以完全达到赛车的标准。

现在我们看到的汽车上的部件,有些就是3D打印制作的。随着增材制造技术的不断普及,3D打印的潜力是无穷的。MakerBot旗下的METHOD X 3D打印机也将能够制作出这些零件,而我们也会在Spire车队的赛车上更加广泛地应用它。

——Ryan Kelly

Spire Motorsports工程师

Ryan Kelly正在准备用于3D打印的CAD文件

使用METHOD X打印的一些零件包括ECU隔板、换档旋钮、过滤器外壳、冷却管道以及驾驶舱的其他零件。而不同区域一般会需要用到不同的材料,比如在驾驶舱内的配件会使用ABS;而在特殊区域,如发动机罩下、发动机区域、后备箱或赛道表面,则会使用MakerBot的尼龙碳纤维来进行打印制作,该材料具有很强的物理性能,可以更好地承受高温环境。

这些部件往往需要在高温的环境下运作,而碳纤维在高温和恶劣环境下仍可以保持优越的性能。

——Ryan Kelly

Spire Motorsports工程师

就拿头盔上的CO2过滤器外壳来说,它属于赛车手冷却系统的一部分,采用ABS、PLA或尼龙碳纤维制作。虽然车上还配置了其他过滤二氧化碳的功能零件,但头盔上的二氧化碳过滤器是确保车手安全驾驶的至关因素。

为了使车手更易操控,ECU隔板使用了ABS材料,将ECU抬离仪表板。3D打印而成的隔板可轻松填补任何所缺之处,包括斜角隔板。

工程师正在检测用METHOD X和尼龙碳纤维制作的头盔CO2过滤器外壳

赛车的交流发电机和动力转向冷却管采用了尼龙碳纤维制作。这些冷却管连接在软管尾端,而软管是从前保险杠后面和格栅进口处一直通到动力转向冷却器和交流发电机的。众所周知,在赛车比赛中一套完美的散热系统关乎到赛车手的人身安全和比赛的顺利进行,因此确保交流发电机的散热和动力转向液的冷却,就显得尤为重要了。采用3D打印制作这些冷却管的优势,就在于可用资源、重量和生产时间上的把控。

蓄电池接地外壳也是用尼龙碳纤维打印的,因为它的作用是保护栓在地上的蓄电池接地电缆,所以需要它更耐高温并具有坚韧的耐损性,而尼龙碳纤维就是最佳材质。

这个零件之所以需要用3D打印而成,是因为他的构造过于复杂,很难在短时间内用手工分毫不差的打磨出来,而且传统材料铝或金属又太重。与制造多个零件相比,3D打印极大地缩短了每辆车的生产时间。

对于像Spire Motorsports这样的小型车队来说,采用3D打印机打印零部件不仅可以节省时间,并且还能替代其他需要逐一制作的不同部件的生产。

METHOD X打印出来的零件,无论在大小尺寸和空间维度上,都让我们很震撼。因为METHOD X将精确度控制在了千分之一英寸,它几乎做到了一比一还原我们在CAD上设定的数值。

 

——Ryan Kelly

Spire Motorsports工程师

当车队不在车间或外出时,他们会使用MakerBot CloudPrint的远程打印和监控功能,管理打印机作业。团队无需人工盯守就能跟踪并确保打印机的正常工作,同时还可以远程控制,防止不确定因素的发生。

赛车工程师Nick Sowa正在安装用3D打印的中立柱风管,这根风管能使驾驶舱的空气更加流畅但结构相当复杂

车队在购买3D打印机之前,通常需要与不同的供应商和车队进行合作,来生产自己车队所需要的零部件。然而,与任何外包项目一样,有时最终拿到的成品可能无法适用于每一场NASCAR的比赛。

有了METHOD X,他们可以随心所欲地制作任何隔板和垫片,像驾驶舱内、发动机罩下方或发动机周围这些特定的地方,在不同的赛道会需要不同的隔板和垫片。

我们的赛车上需要用到各种不同的管道、冷却部件和软管,为了能更好地连接彼此,有时我们需要的配件可能只有四分之一英寸,这种情况下,匹配度就变得非常重要。METHOD X和这些打印材料,我们可以打印出任何我们想要的隔板和垫片,并且可以完美地衔接任何其他零件,让整体得以更好地运作。

 

——Ryan Kelly

Spire Motorsports工程师

由Spire车队打印并安置在赛车上的部分零部件。根据期望的受热程度或强度要求,零件主要采用ABS或尼龙碳纤维打印

按需设计赛车性能部件

于很多赛车队而言,最大的挑战就是不得不将零部件外包生产,Spire也不例外。以前的Spire车队也和其他车队一样依靠外包来制作这些零部件,可自从拥有了METHOD X,他们可以自行生产这些零部件。外包生产的零部件在规格,重量以及成本上都无法得到很好的控制,尤其是在急需的时候,而对于拥有METHOD X的Spire车队而言,这些都已不再是问题。

我听说过有些对手车队需要加急生产零件的事,有次在周末比赛中他们需要生产一些零件并运送到赛场上,而下一场比赛就在周日一早。在像纳斯卡杯系列赛这样的专业比赛上,赛道上的性能表现至关重要,必须要尽我们所能保持优势。要找到任何一个可能提升速度和性能的方法,就需要有探索不同的可能性。

假如你有一台METHOD X打印机就不会碰到这样的麻烦,拥有METHOD X让我们开拓思路,打破常规,发现机会,在提高性能上获得了前所未有的成功。

 

——Ryan Kelly

Spire Motorsports工程师

3台助力7号和77号赛车MakerBot METHOD X打印机

通常,制造零部件会造成大量的废料,因此,可持续发展是Kelly的另一个担忧之处。

通常我们买一块4x8英寸的铝材,但实际只了使用3-5英寸。一旦把它切开,剩下的就都是金属碎片。当然,我也可以回收利用这些金属碎片,但这么做和3D打印机所提供的效率差的太多了。当我可以直接拿起原材料进行生产时,为何还要大费周章地去先去切割再循环利用呢,这样的生产效率就太低啦。

总的来说,车队像使用普通台式3D打印机一样轻松地使用着METHOD X,并且打印的零部件与价值数万美元的打印机效果一样,甚至更好。

——Ryan Kelly

Spire Motorsports工程师

METHOD X打印机非常简单易操作,并能立即启动使用,这是最值得的投资。如果你还在纠结拥有它是否值得,那我可以毫不犹豫地告诉你,它,值得,而且相当值得。

 

——Ryan Kelly

Spire Motorsports工程师

源文摘自:Stratasys

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