福特汽車對3D打印F1賽車部件進行航空級測試
時間：2025-02-15 14:08 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
福特汽車公司是一家成立于 1903 年的全球汽車制造商，目前正為 20 年來首次參加一級方程式賽車比賽做準備。正式比賽將于 2026 年開始，但通過與紅牛動力總成公司（紅牛車隊 F1 動力裝置的工程部門）的合作，開發工作正在順利進行中。
福特的增材制造實驗室已經生產出 1,000 多個 3D 打印部件，這些部件利用了從航空航天領域借鑒的測試方法。這些 3D 打印部件中的一些，包括電池的冷卻板和其他系統的冷卻板，將用于福特為即將到來的賽車賽季開發的內燃機和混合動力技術。工程師依靠該公司長達一個世紀的制造專業知識來設計用于高應力條件的零件。從電池開發團隊到熱系統專家，跨部門的支持為改進每個設計提供了至關重要的知識。
有效的測試協議彌補了增材制造與實際性能之間的差距。福特的增材制造小組通過 3D 掃描測量機械強度、硬度和精確幾何形狀。然后，無損評估專家使用 X 射線和 CT 掃描生成數字模型，揭示使用傳統檢查工具無法發現的內部結構。
每個組件都會在產品開發中心的計量實驗室接受進一步檢查，最終檢查將確認尺寸的準確性。福特與紅牛動力系統增材制造合作的負責人 Keith Ferrell 指出，每一步都確保賽車部件能夠承受高速和高溫。“我們正在吸引所有這些擁有這些專業領域的福特團隊來協助這一項目，”Hertrich 補充道，強調了福特 F1 努力背后的廣泛合作。
許多新零件不僅僅是緊固件等簡單物品。福特高性能賽車動力系統經理 ChristianHertrich 說道：“它們不是螺母和螺栓之類的簡單物品，這些是經過極端測試的復雜金屬和聚合物零件，因此它們可以承受平均時速 200 英里的比賽。”
△3D打印汽車金屬零部件
通過賽車測試獲得的經驗教訓已指導福特消費汽車系列的改進。F-150 項目的工程師最近發現了車頭燈膠水溢出問題——盡管采用傳統檢查方法，但這一難以發現的缺陷已持續數月。通過采用針對賽車部件改進的先進掃描程序，無損工程團隊在一天之內就查明了問題所在，避免了昂貴的維修和客戶投訴。
△福特性能與 Redbull Powertrain 展開全新合作。照片來自福特。
3D 打印在 F1 賽車性能提升中發揮的作用
英國一級方程式車隊邁凱倫車隊目前使用五臺 Stratasys SLA 3D 打印機每年生產多達 9,000 個 3D 打印部件。這些機器制造前后翼組件、側面車身和比例風洞模型。風洞測試對于改進空氣動力學裝置仍然至關重要，邁凱倫的增材制造團隊報告稱，3D打印使得零件生產時間顯著縮短。
法拉利車隊是一級方程式賽車歷史上最成功的車隊，他們已將 3D 打印用于空氣動力學和動力系統應用。工程師使用 3D 打印的傳感器支架來分析前翼性能，固定激光行駛高度傳感器以測量比賽條件下的運動。這些支架由尼龍基聚合物制成，采用選擇性激光燒結 (SLS) 或多噴射熔合 (MJF)，這兩種增材制造工藝能夠生產出具有精細細節的抗沖擊組件。
△安裝在 2022 年法拉利車隊一級方程式賽車前部的 3D 打印傳感器支架。照片來自 Andrew Cunningham。
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