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邁凱輪超越原型設(shè)計(jì)，通過(guò)3D打印達(dá)到F1賽車零件里程碑

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英國(guó)一級(jí)方程式車隊(duì)邁凱輪車隊(duì)現(xiàn)在每年 3D 打印多達(dá) 9,000 個(gè)零件，該公司使用五臺(tái) Stratasys Neo 800 3D 打印機(jī)，在其前后翼研發(fā)項(xiàng)目中創(chuàng)建了許多空氣動(dòng)力學(xué)部件，以及汽車側(cè)面車身和頂部車身的大型元素。據(jù)該團(tuán)隊(duì)的 AM 負(fù)責(zé)人 Tim Chapman 稱，該技術(shù)也已經(jīng)足夠先進(jìn)，可用于最終用途應(yīng)用，同時(shí)繼續(xù)幫助加速其航空測(cè)試計(jì)劃。

“風(fēng)洞測(cè)試仍然是評(píng)估每個(gè)表面如何協(xié)同工作的黃金標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論是作為組裝還是作為整車，”Chapman（音譯：查普曼）解釋說(shuō)。 “我們的 Neo 系列 3D 打印機(jī)幫助我們大幅縮短了空氣動(dòng)力學(xué)風(fēng)洞組件和項(xiàng)目的交付周期。立體光刻技術(shù)和材料已經(jīng)發(fā)展——改變了我們使用它的方式。我們不再只是制造原型。”

邁凱輪 2022 年一級(jí)方程式賽車。照片來(lái)自 Stratasys。

Stratasys 的 SLA 3D 打印擴(kuò)展

在過(guò)去的 24 個(gè)月中，Stratasys 擴(kuò)大了其產(chǎn)品組合以包含更多技術(shù)，并將其覆蓋范圍擴(kuò)展到其專有的熔融沉積建模 (FDM) 系統(tǒng)的用戶之外。到目前為止，除了收購(gòu) Xaar 3D 之外，Stratasys 還收購(gòu)了 EnvisionTEC 以構(gòu)建其數(shù)字光投影 (DLP) 產(chǎn)品，這預(yù)示著其 H 系列 3D 打印機(jī)的推出。

2021 年 2 月，Stratasys 還收購(gòu)了 SLA 3D 打印公司 RPS，此舉將其收購(gòu)的 Neo 系列工業(yè)立體光刻機(jī)合并到其更廣泛的產(chǎn)品中。因此，Stratasys 的 SLA 產(chǎn)品線現(xiàn)在包括 Neo 450s、Neo 450e 和 Neo 800 3D 打印機(jī)，后者具有 800 x 800 x 600 毫米的構(gòu)建體積和可聚焦到 150-600 微米尺寸的激光.

雖然此次收購(gòu)導(dǎo)致 Stratasys 的 V650 SLA 3D 打印機(jī)報(bào)廢，但它為該公司提供了接觸 RPS 已經(jīng)建立的客戶群的渠道，從而鞏固了其在汽車和工具市場(chǎng)的地位。當(dāng)時(shí)，Stratasys 首席執(zhí)行官 Yoav Zeif 也稱贊 Neo 的“可靠和準(zhǔn)確的構(gòu)造”比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的“優(yōu)越”，而且現(xiàn)在邁凱輪似乎正在上演。

一套 Stratasys Neo 800-3D 打印的航空零件。照片來(lái)自 Stratasys。

邁凱輪的空氣動(dòng)力學(xué)進(jìn)步

邁凱輪與 Stratasys 的合作至少可以追溯到 2017 年，當(dāng)時(shí)他們同意進(jìn)行為期四年的初始合作，從那時(shí)起，這家英國(guó)公司繼續(xù)在其內(nèi)部 3D 打印車隊(duì)方面取得進(jìn)展。安裝在該團(tuán)隊(duì)的沃金基地，其系統(tǒng)允許對(duì)夾具、模板和小模具進(jìn)行 3D 打印，否則這些模具將在更慢、材料密集度更高的過(guò)程中進(jìn)行加工。

然而，邁凱輪主要使用其 Neo 800 來(lái)支持其風(fēng)洞測(cè)試項(xiàng)目，將它們部署到 3D 打印預(yù)期零件的 60% 比例模型。反過(guò)來(lái)，這些都是迭代開(kāi)發(fā)的，以優(yōu)化團(tuán)隊(duì)的航空套件并為其當(dāng)前的汽車找到更多的下壓力，并有效地為其提供更多的抓地力，并平衡其前后負(fù)載。

在這樣做的過(guò)程中，Stratasys 表示，其合作伙伴現(xiàn)在報(bào)告稱其風(fēng)洞測(cè)試計(jì)劃取得了“長(zhǎng)足進(jìn)步”，特別是由于 Neo 800 的準(zhǔn)確性和吞吐量。該機(jī)器的大床允許產(chǎn)生 50 到 60 氣壓外殼，設(shè)計(jì)用于嵌入邁凱輪賽車的零件，并使其坑壁能夠監(jiān)控其汽車的空氣動(dòng)力學(xué)性能。

Stratasys 的 3D 打印機(jī)還允許該公司在短短三天內(nèi)生產(chǎn)大型零件，例如比例模型頂體，同時(shí)通過(guò)將其不必外包給承包商來(lái)降低其相關(guān)成本。邁凱輪通過(guò)使用 Somos PerFORM Reflect 進(jìn)一步節(jié)省了時(shí)間，這種樹(shù)脂的后處理時(shí)間減少了 30%，查普曼說(shuō)，這加快了整個(gè)測(cè)試過(guò)程。“我們發(fā)現(xiàn)，我們 Neo 機(jī)器的高清組件需要最少的手工精加工，從而可以更快地通過(guò)風(fēng)洞，”Chapman 補(bǔ)充道。 “除了速度之外，我們現(xiàn)在還可以生產(chǎn)具有最高精度、細(xì)節(jié)和表面光潔度的風(fēng)洞零件，這使我們的團(tuán)隊(duì)能夠加強(qiáng)測(cè)試并找到創(chuàng)新的新想法來(lái)提高性能。”

一級(jí)方程式中的增材制造

Stratasys 的 3D 打印機(jī)遠(yuǎn)非一級(jí)方程式世界中唯一使用的打印機(jī)，該技術(shù)繼續(xù)在風(fēng)洞測(cè)試部件的生產(chǎn)中大規(guī)模部署。事實(shí)上，Alpine 的 Pat Warner 在 5 月份向 3D 打印行業(yè)發(fā)表講話時(shí)透露了 F1 中 3D 打印的程度，SLA 被廣泛用于空氣動(dòng)力學(xué)原型設(shè)計(jì)。

例如，Williams Racing 上賽季與 Nexa3D 合作，利用該公司的高速 NXE400 3D 打印機(jī)創(chuàng)建功能組件。具體來(lái)說(shuō)，Williams 使用該技術(shù) 3D 打印 F1 風(fēng)洞測(cè)試部件，作為評(píng)估其賽車的空氣動(dòng)力學(xué)特性并保持競(jìng)爭(zhēng)力的一種手段。

在金屬 3D 打印方面，阿爾法羅密歐 ORLEN F1 團(tuán)隊(duì)也繼續(xù)在其汽車生產(chǎn)中部署 Additive Industries 的技術(shù)。雖然該團(tuán)隊(duì)的最新挑戰(zhàn)者擁有比以前更少的增材制造航空零件，但據(jù)說(shuō)它仍然配備了多個(gè) 3D 打印的 F1 級(jí)“關(guān)鍵部件”。