BWT Alpine F1-teamet har vänt sig till Metal Additive Manufacturing (AM) för att förbättra prestandan hos sina bilar genom att producera fullt fungerande hydrauliska titanackumulatorer med ett minimalt fotavtryck.
BWT Alpine F1-teamet har arbetat med 3D Systems i flera år för samarbetsförsörjning och utveckling. Teamet, vars förare Fernando Alonso och Esteban Ocon slutade på 10:e respektive 11:e plats förra säsongen, gjorde sin debut 2021, och valde 3D Systems direkta metallutskriftsteknik (DMP) för att producera komplexa delar.
Alpine förbättrar kontinuerligt sina bilar, förbättrar och förbättrar prestandan i mycket korta iterationscykler. Pågående utmaningar inkluderar att arbeta inom det begränsade tillgängliga utrymmet, att hålla delvikten så låg som möjligt och att följa ändrade regulatoriska begränsningar.
Experter från 3D Systems Applied Innovation Group (AIG) försåg F1-teamet med expertis att tillverka komplexa spolade komponenter med utmanande, funktionsdrivna interna geometrier i titan.
Additiv tillverkning erbjuder en unik möjlighet att övervinna utmaningarna med snabb innovation genom att leverera mycket komplexa delar med korta ledtider. För komponenter som Alpines hydrauliska ackumulatorer kräver en framgångsrik del ytterligare additiv tillverkningsexpertis på grund av designens komplexitet och stränga renhetskrav.
För ackumulatorerna, närmare bestämt den bakre fjädringsvätskans tröghetsspol, designade racingteamet en hårdkopplad dämpare som är en del av den bakre fjädringsdämparen i det bakre fjädringssystemet i transmissionens huvudlåda.
En ackumulator är ett långt, styvt rör som lagrar och avger energi till genomsnittliga tryckfluktuationer.AM gör det möjligt för Alpine att maximera längden på dämpspolen samtidigt som den packar en komplett funktionalitet i ett begränsat utrymme.
"Vi designade delen för att vara så volymetriskt effektiv som möjligt och för att dela väggtjocklek mellan intilliggande rör", förklarade Pat Warner, senior digital tillverkningschef för BWT Alpine F1-teamet."Endast AM kan uppnå detta."
Den slutliga dämpningsspolen i titan tillverkades med 3D Systems DMP Flex 350, ett högpresterande AM-system i metall med en inert tryckatmosfär. Den unika systemarkitekturen hos 3D Systems DMP-maskiner säkerställer att delar är robusta, exakta, kemiskt rena och har den repeterbarhet som krävs för att tillverka delar.
Under drift är dämpningsspolen fylld med vätska och ger ett genomsnitt av tryckfluktuationer i systemet genom att absorbera och frigöra energi. För att fungera korrekt har vätskorna renhetsspecifikationer för att undvika kontaminering.
Att designa och producera denna komponent med metall AM ger avsevärda fördelar när det gäller funktionalitet, integration i större system och viktbesparingar. 3D Systems erbjuder en programvara som heter 3DXpert, en allt-i-ett-mjukvara för att förbereda, optimera och hantera arbetsflöden för metallutskrift.
BWT Alpine F1-teamet valde materialet LaserForm Ti Gr23 (A) för sina batterier, med hänvisning till dess höga hållfasthet och förmåga att exakt producera tunnväggiga sektioner som skälen till sitt val.
3D Systems är en partner för hundratals kritiska applikationer i branscher där kvalitet och prestanda är av största vikt. Företaget tillhandahåller också tekniköverföring för att hjälpa kunder att framgångsrikt anta additiv tillverkning i sina egna anläggningar.
Efter framgången med BWT Alpine F1-teamets titantryckta ackumulatorer, sa Warner att teamet uppmuntras att fortsätta med mer komplexa fjädringskomponenter under det kommande året.