Het BWT Alpine F1-team heeft zich tot Metal Additive Manufacturing (AM) gewend om de prestaties van hun auto's te verbeteren door volledig functionele titanium hydraulische accumulatoren te produceren met een minimale voetafdruk.
Het BWT Alpine F1-team werkt al enkele jaren samen met 3D Systems voor gezamenlijke levering en ontwikkeling. Het team, waarvan de coureurs Fernando Alonso en Esteban Ocon vorig seizoen respectievelijk 10e en 11e eindigden, maakte zijn debuut in 2021 en koos voor de direct metal printing (DMP)-technologie van 3D Systems om complexe onderdelen te produceren.
Alpine verbetert continu zijn auto's en verbetert en verbetert de prestaties in zeer korte iteratiecycli. Voortdurende uitdagingen zijn onder meer het werken binnen de beperkte beschikbare ruimte, het gewicht van onderdelen zo laag mogelijk houden en voldoen aan veranderende wettelijke beperkingen.
Experts van de Applied Innovation Group (AIG) van 3D Systems voorzagen het F1-team van de expertise om complexe opgerolde componenten met uitdagende, functiegestuurde interne geometrieën in titanium te vervaardigen.
Additieve productie biedt een unieke kans om de uitdagingen van snelle innovatie het hoofd te bieden door zeer complexe onderdelen met korte doorlooptijden te leveren. Voor componenten zoals de hydraulische accumulatoren van Alpine vereist een succesvol onderdeel aanvullende expertise op het gebied van additieve productie vanwege de complexiteit van het ontwerp en de strenge reinheidseisen.
Voor de accumulatoren, met name de traagheidsspoel van de achterwielophanging, ontwierp het raceteam een ​​vast bedrade demper die deel uitmaakt van de achterwielophangingsdemper in het achterwielophangingssysteem in de hoofdkast van de transmissie.
Een accumulator is een lange, stijve buis die energie opslaat en afgeeft aan gemiddelde drukschommelingen. AM stelt Alpine in staat om de lengte van de dempingsspoel te maximaliseren en tegelijkertijd een complete functionaliteit in een beperkte ruimte te verpakken.
"We hebben het onderdeel ontworpen om zo volumetrisch efficiënt mogelijk te zijn en om de wanddikte tussen aangrenzende buizen te delen", legt Pat Warner, senior digital manufacturing manager voor het BWT Alpine F1-team, uit.“Alleen AM kan dit bereiken.”
De uiteindelijke titanium dempingsspoel werd geproduceerd met behulp van de DMP Flex 350 van 3D Systems, een hoogwaardig metalen AM-systeem met een inerte printatmosfeer. De unieke systeemarchitectuur van de DMP-machines van 3D Systems zorgt ervoor dat onderdelen robuust, nauwkeurig en chemisch zuiver zijn en de herhaalbaarheid hebben die nodig is om onderdelen te produceren.
Tijdens bedrijf is de dempingsspoel gevuld met vloeistof en worden drukschommelingen binnen het systeem gemiddeld door energie te absorberen en af ​​te geven. Om goed te kunnen functioneren, hebben vloeistoffen reinheidsspecificaties om verontreiniging te voorkomen.
Het ontwerpen en produceren van dit onderdeel met behulp van metaal-AM biedt aanzienlijke voordelen op het gebied van functionaliteit, integratie in grotere systemen en gewichtsbesparing. 3D Systems biedt software genaamd 3DXpert, een alles-in-één software voor het voorbereiden, optimaliseren en beheren van metaalprintworkflows.
Het BWT Alpine F1-team koos het LaserForm Ti Gr23 (A)-materiaal voor zijn batterijen, daarbij verwijzend naar de hoge sterkte en het vermogen om nauwkeurig dunwandige secties te produceren als redenen voor hun keuze.
3D Systems is een partner voor honderden kritieke toepassingen in industrieën waar kwaliteit en prestaties voorop staan. Het bedrijf biedt ook technologieoverdracht om klanten te helpen bij het succesvol toepassen van additive manufacturing in hun eigen faciliteiten.
Na het succes van de met titanium bedrukte accu's van het BWT Alpine F1-team, zei Warner dat het team wordt aangemoedigd om het komende jaar meer complexe ophangingscomponenten na te streven.