Varios equipos de Fórmula Uno utilizan la impresión 3D para la creación de prototipos y la fabricación de herramientas y componentes.
McLaren utiliza la impresión 3D para producir componentes para su automóvil de Fórmula 1 con el objetivo de acelerar las modificaciones de diseño y reducir el peso para aumentar el rendimiento.
Algunas de las piezas impresas en 3D diseñadas para mejorar el rendimiento que se han aplicado al auto de carreras 2017 incluyen:
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Soporte de línea hidráulica
McLaren Honda ha impreso en 3D un soporte estructural para unir la línea hidráulica en el auto de carreras con material de nylon reforzado con fibra de carbono. El soporte se produjo en solo cuatro horas en comparación con un estimado de dos semanas para crear utilizando procesos de fabricación tradicionales.
Arranque de ubicación del arnés de radio flexible
Recientemente se agregó un nuevo sistema de comunicación y datos de 2 vías al auto de carrera, pero el cable resultó ser una distracción para el conductor. McLaren diseñó e imprimió en 3D una bota de goma para unir los cables del arnés para el sistema de comunicación. Se iteraron tres diseños diferentes y se imprimieron en 3D en un día y el componente final se imprimió en 3D en solo dos horas.
Conductos de enfriamiento de frenos compuestos de fibra de carbono
Para controlar de manera eficiente las temperaturas de los componentes del freno, McLaren Honda imprimió en 3D herramientas de sacrificio para crear conductos de enfriamiento de frenos compuestos huecos. Los núcleos de lavado se imprimieron en 3D y luego se envolvieron con material compuesto reforzado con fibra de carbono y se curaron en autoclave a temperaturas elevadas.
Aleta trasera
Se fabricó una gran extensión de aleta trasera diseñada para aumentar la carga aerodinámica trasera en materiales compuestos reforzados con fibra de carbono utilizando una herramienta de colocación impresa en 3D.
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“Estamos constantemente modificando y mejorando nuestros diseños de automóviles de Fórmula 1, por lo que la capacidad de probar nuevos diseños rápidamente es fundamental para hacer que el automóvil sea más liviano y, lo que es más importante, aumentar el número de iteraciones tangibles en el rendimiento mejorado del automóvil. Si podemos traer nuevos desarrollos al una carrera antes, pasando de una nueva idea a una nueva parte en solo unos días, este será un factor clave para hacer que el McLaren MCL32 sea más competitivo.
Al expandir el uso de la impresión 3D en nuestros procesos de fabricación, incluida la producción de componentes finales del automóvil, el diseño compuesto y las herramientas de sacrificio, las plantillas de corte y más, estamos disminuyendo nuestros plazos de entrega al tiempo que aumentamos la complejidad de las piezas “, dijo Neil Oatley, Design and Director de Desarrollo, McLaren Racing Limited .. [1]
El departamento técnico de Williams F1 se puso a trabajar integrando la impresión 3D en el proceso de creación de prototipos para el alerón delantero de múltiples componentes, la pieza central aerodinámica del automóvil.
Aquí, el equipo comenzó con varios diseños de cascadas de alerones delanteros utilizando software CAD, cada uno con geometrías complejas que corresponden a un alto empuje hacia abajo y un agarre óptimo de los neumáticos. Una vez satisfecho con estos primeros diseños, el equipo transfirió los archivos al sistema EOS para la producción de prototipos utilizando la tecnología de sinterización láser. Después de que el diseño recibió luz verde, el equipo comenzó a construir los moldes de moldes complejos para los componentes reales de fibra de carbono, lo que condujo a las partes que finalmente se probarán en la pista de carreras.
“Pudimos reducir continuamente los tiempos de producción porque pudimos diseñar el proceso de fabricación completo de una manera mucho más simple y eficiente”, dice Richard Brady, Líder de fabricación digital avanzada de Williams F1.
“Por primera vez, ahora es posible probar los componentes sin la necesidad de llevar a cabo una construcción de moldes compleja, lenta y costosa para diseños que finalmente se rechazan”. [2]
Prototipos de cascada frontal impresos en 3D …
Sauber F1 Team ha estado utilizando la tecnología de impresión 3D durante más de una década, después de haber trabajado mucho con materiales poliméricos. Entre los beneficios que Sauber ha obtenido mediante el uso de tecnologías de fabricación aditiva, hay muchos por los cuales la tecnología es bien conocida, incluido el acortamiento de los tiempos de ciclo para la fabricación de piezas innovadoras; el equipo señala que “la aplicación de materiales y procesos de vanguardia es esencial para Sauber”, ya que continúan trabajando con tecnologías avanzadas. [3]
Ferrari cuenta con la tecnología de impresión 3D para un diseño de pistón innovador que cree podría producir un gran impulso para su motor de Fórmula 1 2017.
Para ayudar a Ferrari a buscar la aleación adecuada, los ingenieros de Maranello están evaluando las últimas tecnologías de impresión 3D, conocidas en la industria como Fabricación Aditiva.
El grado de libertad que proviene de la impresión 3D, aliado a la velocidad de producción, ha abierto una nueva frontera de desarrollo de diseño para algo que una vez estuvo limitado a la creación de prototipos de piezas de plástico para modelos de túnel de viento.
El uso de materiales como aleaciones de acero, que en los procesos normales de fundición no serían adecuados para la producción de un pistón F1, ahora puede considerarse porque ya no es necesario fabricar superficies completas.
Los diseños de panal son posibles y brindan la ventaja de la resistencia sin el inconveniente del peso.
Si bien es poco probable que Ferrari esté solo al observar esta tecnología, Binotto espera obtener las mejoras de rendimiento en la pista lo antes posible, posiblemente el comienzo de la temporada. [4]
Notas al pie
[1] McLaren Formula 1 Racing implementa la fabricación aditiva Stratasys para mejorar el rendimiento del automóvil 2017
[2] El equipo Williams Martini Racing Formula 1 recurre a la impresión 3D para el diseño de prototipos
[3] El sistema de impresión 3D MetalFAB1 Metal de Additive Industries llega al hipódromo con el equipo Sauber F1
[4] Ferrari cuenta con innovación en pistones e impresión 3D para F1 2017
