F1賽車積層製造應用
F1車隊將3D列印應用到賽車運動中的多種方式
在一項速度、減重和開發週期至關重要的運動中，3D列印和F1的結合便不足為奇。
每年，3D列印在F1賽車中的使用都在擴大，多家車隊正在利用該技術比以往更快的推動他們的開發流程。
本文探討了其中一些3D列印工作以及團隊和製造商如何將該技術融入這項運動中。
有很多例子可供選擇，但最後，我們重點介紹了迄今為止在F1中發生的六個項目。
麥克拉倫3D列印後翼模具
用於McLaren MCL32後翼瓣的複合材料鋪設工具，使用ULTEM1010材料在Stratasys Fortus900mc 3D列印機上生產。
2017年，麥克拉倫宣布透過購買更多3D列印機來擴大與3D列印公司Stratasys的製造關係。
該團隊一直在使用該公司的熔融沈積(FDM)印表機來列印零件、加速汽車開發和製造熱敏零件，但希望提高製造能力。
麥克拉倫展示的眾多3D列印升級零件之一是其後翼瓣。
雖然競賽翼瓣本身不是3D列印的，但用於模製碳纖維增強複合材料的鋪層工具卻是3D列印的。
該工具是在Fortus900mc Production 3D列印機上使用ULTEM1010材料製作的，列印花了三天時間。
借助這項技術，麥克拉倫能夠快速改變賽道特定的下壓力要求，並確保其賽車能夠發揮最佳性能。
麥克拉倫在2023賽季繼續使用Stratasys 3D列印機，這可能是他們在F1賽事期間擁有第二快賽車的原因之一。
法拉利的3D列印活塞
一些F1車迷可能會驚訝地聽到3D列印製造了一個真正的引擎活塞。
法拉利公開談論了其對金屬3D列印的探索，以及該公司如何利用它來製造引擎活塞。
該公司相信該技術不僅可以幫助減輕汽車重量，還可以提高引擎的可靠性。
具體而言，法拉利一直在探索可用於製造3D列印活塞的各種鋼合金粉末。
該公司希望放棄常用的鋁合金粉末，轉而依賴能夠更好地抵抗變形而在極端溫度下不會斷裂的鋼合金。
雖然鋼合金可能更重，但法拉利可以採用減輕重量的網格設計，例如蜂巢結構，以減輕重量，同時保持零件的強度。
法拉利並不是唯一一家探索3D列印引擎設計的公司，但它是對此最有發言權的公司之一。
3TAM的3D列印防滾架結構
近年來，3D列印和F1之間的關係可能已經擴大。
2012年，3TAM（前身為3TRPD透過生產自己的3D列印滾箍概念向F1展示了金屬3D列印的優勢。
滾箍採用Ti6Al4V和Within Technologies的客製化晶格設計，減輕了2公斤的重量。
該設計使用WithinEnhanced軟體進行了優化，包括將薄壁與內部網格結構相結合，以產生在車輛滾動期間保護駕駛員頭部所需的結構強度。
F1車隊對防滾架給予了正面的回饋，此後該防滾架已被納入部分F1賽車中。
EOS煞車踏板
當每一克都很重要時，F1車隊就會努力減輕重量，甚至包括煞車踏板！
EOS是金屬雷射粉末床熔融(LPBF)3D列印機的領先製造商，展示了其不僅能夠減輕踏板重量，而且還能在此過程中加固踏板的能力。
該公司要求工程師找到一種方法，利用其拓撲優化軟體和LPBF列印技術來製造煞車踏板並減輕其重量。
踏板的重量僅178克，採用蜘蛛網狀設計確保結構穩定性。
EOS表示，它可以進一步減輕80克的重量，製造出輕至98克的功能性零件。
截至2021年，這些踏板僅是演示版，並未指定用於比賽，但是，如果F1車隊願意，他們可以進行測試，以確保符合國際汽聯的安全標準。
用於風洞測試的阿爾法羅密歐3D列印煞車入口
索伯阿爾法羅密歐尋求採用聚合物雷射燒結技術來製造和測試其煞車入口設計，該公司利用該技術比傳統製造更快迭代多個煞車入口創意。
團隊表示，他們很享受3D列印技術提供的靈活性和速度，同時也讓它能夠發現確保汽車發揮最佳性能的設計。
開發團隊使用其專有的HiPAC粉末（一種碳增強聚醯胺）進行列印，因為該材料具有輕質和剛性的特性。
3D列印所帶來的成本節約以及透過並行探索多種開發途徑所節省的時間讓製造團隊感到驚訝。
索伯打算繼續使用該技術，因為它幫助團隊更快地開發車輛，並在F1競爭激烈的開發競賽中保持敏捷。
Williams採用3D列印的前翼進行風洞測試
最著名的F1車隊之一WilliamsRacing一直在風洞測試期間使用3D列印來幫助開發其前翼和其他零件。
先前曾與德國製造商EOS合作的Williams宣佈於2021年與Nexa3D建立新的合作夥伴關係，以協助擴大其積層製造能力。
該團隊計劃使用NXE400光固化樹脂印表機和NexaX軟體來優化汽車的列印生產和零件性能。
該團隊現在能夠利用Nexa3D的技術更快的迭代空氣動力學理念，並嘗試縮小與中場的差距。