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Aug 10, 2023

I molti modi in cui i team di F1 hanno utilizzato la stampa 3D negli sport motoristici

Condividi questo articolo In uno sport in cui velocità, riduzione del peso e cicli di sviluppo sono fondamentali, non c'è da meravigliarsi perché la stampa 3D e la F1 vanno d'accordo come una casa in fiamme. Ogni anno, l'uso della stampa 3D è aumentato

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In uno sport in cui velocità, riduzione del peso e cicli di sviluppo sono fondamentali, non c’è da meravigliarsi perché la stampa 3D e la F1 vanno d’accordo come una casa in fiamme. Ogni anno, l’uso della stampa 3D si è ampliato in F1 e i team utilizzano la tecnologia per accelerare i propri processi di sviluppo più velocemente che mai. Questo articolo esplora alcuni di questi sforzi di stampa 3D e il modo in cui i team e i produttori stanno incorporando la tecnologia nello sport. C'erano così tanti esempi tra cui scegliere, ma alla fine abbiamo evidenziato sei dei nostri progetti preferiti realizzati finora in F1.

Strumento di layup composito per un lembo dell'ala posteriore della McLaren MCL32, prodotto su una stampante 3D Stratasys Fortus 900mc utilizzando il materiale ULTEM 1010.

Nel 2017, McLaren ha annunciato che avrebbe ampliato il suo rapporto di produzione con la società di stampa 3D Stratasys, acquistando più stampanti 3D. Il team ha utilizzato le stampanti FDM (Fused Deposition Modeling) dell'azienda per stampare parti, accelerare lo sviluppo di automobili e produrre componenti sensibili al calore, ma desiderava aumentare la propria capacità in tal senso.

Uno dei tanti aggiornamenti stampati in 3D presentati dalla McLaren è stato il lembo dell’ala posteriore. Mentre il lembo dell’ala da corsa in sé non è stato stampato in 3D, lo strumento di stratificazione utilizzato per modellare i compositi rinforzati con fibra di carbonio lo era. Lo strumento è stato realizzato sulla stampante 3D Fortus 900mc Production con materiale ULTEM 1010 e ha richiesto tre giorni per essere stampato. La struttura composita ad alta temperatura mostrata nella nostra infografica è stata progettata per aumentare la deportanza dell'ala posteriore e aiutare la vettura a perdere qualche decimo al giro. Con questa tecnologia, la McLaren ha avuto la capacità di modificare rapidamente i requisiti di carico aerodinamico specifici del circuito e garantire che la sua vettura fosse impostata per funzionare al massimo.

La McLaren continua a utilizzare le stampanti 3D Stratasys nella stagione 2023 e potrebbe essere uno dei motivi per cui ha la seconda vettura più veloce in vista della pausa estiva della F1.

La sezione superiore di un pistone stampato in 3D. (Immagine gentilmente concessa da Porsche.)

Un componente dell'auto che alcuni fan della F1 potrebbero essere sorpresi di sentire è che la stampa in 3D è un vero pistone del motore! Sì, la Ferrari ha parlato pubblicamente della sua esplorazione della stampa 3D in metallo e di come l’azienda potrebbe utilizzarla per produrre i pistoni del suo motore. L'azienda ritiene che la tecnologia potrebbe non solo contribuire a ridurre il peso di un'auto, ma anche ad aumentare l'affidabilità del motore.

La Ferrari, in particolare, ha esplorato varie polveri di leghe di acciaio che potrebbe utilizzare per produrre pistoni stampati in 3D. L'azienda voleva abbandonare le polveri di lega di alluminio comunemente utilizzate e, invece, dipendere da una lega di acciaio che potesse resistere meglio alla deformazione senza rompersi a temperature estreme. Sebbene la lega di acciaio possa essere più pesante, Ferrari può incorporare design a reticolo che riducono il peso, come un modello a nido d'ape, per risparmiare peso pur mantenendo la resistenza della parte.

La Ferrari non è la sola ad esplorare la stampa 3D per la progettazione di motori, ma è una delle più esplicite al riguardo.

Il concetto di roll hoop stampato in 3D sviluppato da 3T AM, precedentemente 3T RPD. (Immagine gentilmente concessa da 3T AM.)

La stampa 3D e la F1 potrebbero aver ampliato la loro relazione negli ultimi anni, ma prima che la tecnologia diventasse un pilastro, i team dovevano sapere che la stampa 3D avrebbe potuto offrire i vantaggi pubblicizzati. Ebbene, nel 2012, 3T AM, ex 3T RPD, ha contribuito a questo sforzo e ha dimostrato i vantaggi della stampa 3D in metallo su F1 producendo il proprio concetto di telaio a rullo stampato in 3D.

Il telaio in titanio utilizzava la lega di titanio Ti6Al4V e un design a reticolo personalizzato di Within Technologies per risparmiare 2 kg di peso. Il design è stato ottimizzato utilizzando il software Within Enhanced, inclusa l'incorporazione di pareti sottili con una struttura reticolare interna, per creare la resistenza strutturale necessaria per proteggere la testa del conducente durante il rollio del veicolo.

I team di F1 hanno avuto feedback positivi per il roll hoop e da allora è stato incorporato in alcune vetture di F1.

Un'immagine concettuale del pedale del freno stampato in 3D di EOS. (Immagine per gentile concessione di EOS.)