BWT アルパイン F1 チームがチタンプリント油圧アキュムレーターで前進

BWT アルピーヌ F1 チームは、最小限の設置面積で完全な機能を備えたチタン製油圧アキュムレーターを製造することで、車のパフォーマンスを向上させるために金属積層造形に目を向けました。 3D Systems との長年にわたる共同供給と開発により、BWT Alpine F1 チームは 3D Systems のダイレクト メタル プリンティング (DMP) テクノロジーを選択して複雑な部品を製造し、3D Systems の専門知識と独自の洗浄プロセスを利用して最適な品質を確保しました。

BWT アルピーヌ F1 チームは継続的にマシンを改良し、非常に短い反復サイクルでパフォーマンスを向上させ洗練させています。 限られたスペース内で作業すること、部品の重量を可能な限り低く抑えること、進化する規制の制約に従うことなど、常に課題があります。

3D Systems のアプリケーション イノベーション グループ (AIG) の専門家は、BWT アルパイン F1 チームに、機能重視の難しい内部形状を備えたチタンから複雑なコイル状コンポーネントを作成するノウハウを提供しました。

積層造形は、非常に複雑な部品を短いリードタイムで供給することで、ペースの速いイノベーションの課題を克服するユニークな機会を提供します。 BWT アルパイン F1 チームの油圧アキュムレーターなどの部品の場合、設計の複雑さのレベルと清浄度に対する厳しい要件により、部品を成功させるには追加の AM の専門知識が必要でした。

アキュムレータ、特にリアヒーブ流体イナーターコイル用に、レースチームはハードラインダンパーを設計しました。これは、ギアボックスメインケース内のリアサスペンションシステムのリアヒーブダンパーの一部です。 長くて硬いチューブであるアキュムレータは、エネルギーを蓄積および放出して圧力変動を平均化します。 したがって、ライン ダンパーの性能はその内部容積、つまりコンポーネントの長さに相関します。

積層造形により、BWT アルパイン F1 チームは、限られたスペース内に完全な機能をパッケージングしながら、減衰コイルの長さを最大化することができました。 BWT アルピーヌ F1 チームの先進デジタル製造マネージャー、パット ワーナー氏は、「この部品は可能な限り体積効率が良く、隣接するチューブ間で肉厚が共有されるように設計しました。」と説明しました。 「このボリュームはAMだからこそ実現できるんです。」

最終的なチタン製減衰コイルは、クラス最高の酸素レベル (<25 ppm) と不活性印刷雰囲気を備えた高性能金属 AM システムである 3D Systems の DMP Flex 350 を使用して製造されました。 3D Systems の DMP マシンの独自のシステム アーキテクチャにより、高い化学純度を備えた非常に強力で正確な部品と、生産部品に必要な再現性が保証されます。

動作中、減衰コイルは流体で満たされ、エネルギーを吸収および放出することによってシステム内の圧力変動を平均化します。 適切に機能するために、流体には汚染を避けるための清浄度の仕様が定められています。 金属 AM を使用してこのコンポーネントを設計および製造することにより、機能性、より大きなシステムへの統合、および軽量化の点で多大なメリットが得られましたが、チームは内部チャネルから粉末を完全に除去するという課題に直面しました。

これらの複雑な金属プリントの材料を徹底的に除去するために、3D Systems の AIG は、その膨大なプロセス知識を活用して独自の洗浄プロトコルを適用しました。このプロトコルは数万の部品で成功裏に使用され、粒子のないチタン部品を保証します。 金属 AM の採用を計画しており、内部チャネルの部品の最高度の清浄度を必要とするお客様のために、3D Systems はこのノウハウを新しい施設に移転するための確立されたプロトコルを備えています。

3D Systems の完全な金属 AM ソリューションは、その最先端の専門知識と金属印刷プラットフォームを超えて、慎重に開発され最適化された材料と 3DXpert ソフトウェアを含みます。 3DXpert は、金属印刷ワークフローを準備、最適化、管理するためのオールインワン ソフトウェアです。

BWT アルパイン F1 チームは、そのアキュムレーターに LaserForm Ti Gr23 (A) 材料を選択し、その理由として高強度と薄肉セクションを正確に製造できる能力を挙げました。 すべての LaserForm マテリアルには、3DXpert 内で広範に開発された特定の印刷パラメータがあり、最高品質の結果を得るためにワークフロー内に 3D Systems のエンジニアの専門知識がパッケージ化されています。

また、チームは 3D Systems の積層造形の専門知識を活用して、最適な構築方向、達成可能な壁の厚さ、隣接する壁セクション間で壁を共有する方法、および後処理の専門知識に関するガイダンスを活用して設計を進めました。 革新的で業界初のソリューションの一貫した共同開発者として、3D Systems のアプリケーション イノベーション グループは、アプリケーションをコンセプトから大規模製造に移行する上で幅広く深い経験を持っています。

3D Systems は、品質とパフォーマンスが最重要視される業界全体の何百もの重要なアプリケーションのパートナーです。 プロトタイピングから生産までスケールする 3D Systems の体系化されたアプローチは、認定された AM 部品への合理化されたパスを保証し、AM リーダーは、顧客が自社の施設内で積層造形をうまく導入できるよう支援する技術移転も提供します。

BWT アルピーヌ F1 チームのチタンプリントアキュムレーターの成功を受けて、翌年にはチームがより複雑なサスペンションコンポーネントを追求するよう奨励されたとワーナー氏は述べています。

注: 現在の F1 規制では、車内にイナーター コイルを搭載することは認められていません。 ただし、利用可能な限られたスペース内で、部品の重量を可能な限り低く保ち、機能を向上させながら進化する規制の制約を順守するなどの絶え間ない課題に対処する必要があるという基本原則は、このコンポーネントで完全に説明でき、フォーミュラのいくつかのコンポーネントに移すことができます。道路車両や鉄道車両だけでなく、車両も 1 台。

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