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性能至上|METHOD X 提升賽車部件即時制造能力

作者:非凡士3D列印機

Spire Motorsports車隊在2018年第一次亮相納斯卡杯系列賽後,無論在賽道還是提升賽車性能上,都在持續發力。繼而,在2019年代托納的可口可樂零糖400比賽中獲勝。賽場上有着超俗表現的7号和77号賽車,在内部零件上進行了很大的改進,而其中的部分功勞來自于MakerBot METHOD X 3D列印機。

性能至上|METHOD X 提升賽車部件即時制造能力

Spire Motorsports的工程師Ryan Kelly,除了負責軌旁支援和發動機技術外,還要監督團隊3D列印工作,他說:“METHOD X 3D列印的強大之處在于,如果我急需制作零件,無需等待,立刻可以開始制作。”

性能至上|METHOD X 提升賽車部件即時制造能力

擁有三台METHOD X 3D列印機,Spire車隊能随時列印他們需要的賽車零件和輔助裝置,無需再外包生産或購買。除了滿足車隊自己每周的列印需求,車隊母公司Spire Sports and Entertainment其他部門臨時提出的3D列印需求也可以得到滿足。

一個賽季36場比賽,每周賽程400-500英裡,無論是因為意外破損還是自然磨損,車隊都必須定期更換零件。METHOD X讓車隊的工作高效且不被中斷,這在緊張激烈的納斯卡杯系列賽中至關重要。

METHOD X極大地提升了我們即時制造零件的能力。擁有了它們以後,我們可以制造出完全符合我們實際需求的零部件,這才是我們需要的,也是保證團隊工廠中的房間高效工作的制勝法寶。

——Ryan Kelly

Spire Motorsports工程師

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7号車手Corey Lajoie和77号車手Justin Haley,對于駕駛艙内的定制配件贊不絕口,其中部配置設定件就歸功于3D列印

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Spire的車庫配備了各種最先進的裝置,從機床到3D列印機,甚至還有價值數百萬美元的鷹眼檢測裝置

将多台列印機和多種材料作為解決方案

Spire根據自身需要,通常使用ABS、尼龍碳纖維和PLA這三種材料來列印制作賽車零部件,并将這些零部件用于駕駛艙内、發動機罩下、發動機周圍以及賽道上。相較于制造工廠中的房間通常使用的鋁、鋼或金屬等重型材料,這些材料所制作的零部件重量更輕,在強度和耐用性上也可以完全達到賽車的标準。

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現在我們看到的汽車上的部件,有些就是3D列印制作的。随着增材制造技術的不斷普及,3D列印的潛力是無窮的。MakerBot旗下的METHOD X 3D列印機也将能夠制作出這些零件,而我們也會在Spire車隊的賽車上更加廣泛地應用它。

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Ryan Kelly正在準備用于3D列印的CAD檔案

使用METHOD X列印的一些零件包括ECU隔闆、換檔旋鈕、過濾器外殼、冷卻管道以及駕駛艙的其他零件。而不同區域一般會需要用到不同的材料,比如在駕駛艙内的配件會使用ABS;而在特殊區域,如發動機罩下、發動機區域、後備箱或賽道表面,則會使用MakerBot的尼龍碳纖維來進行列印制作,該材料具有很強的實體性能,可以更好地承受高溫環境。

這些部件往往需要在高溫的環境下運作,而碳纖維在高溫和惡劣環境下仍可以保持優越的性能。

就拿頭盔上的CO2過濾器外殼來說,它屬于賽車手冷卻系統的一部分,采用ABS、PLA或尼龍碳纖維制作。雖然車上還配置了其他過濾二氧化碳的功能零件,但頭盔上的二氧化碳過濾器是確定車手安全駕駛的至關因素。

為了使車手更易操控,ECU隔闆使用了ABS材料,将ECU擡離儀表闆。3D列印而成的隔闆可輕松填補任何所缺之處,包括斜角隔闆。

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正在檢測用METHOD X和尼龍碳纖維制作的頭盔CO2過濾器外殼 用METHOD X和尼龍碳纖維制作的頭盔CO2過濾器外殼

賽車的交流發電機和動力轉向冷卻管采用了尼龍碳纖維制作。這些冷卻管連接配接在軟管尾端,而軟管是從前保險杠後面和格栅進口處一直通到動力轉向冷卻器和交流發電機的。衆所周知,在賽車比賽中一套完美的散熱系統關乎到賽車手的人身安全和比賽的順利進行,是以確定交流發電機的散熱和動力轉向液的冷卻,就顯得尤為重要了。采用3D列印制作這些冷卻管的優勢,就在于可用資源、重量和生産時間上的把控。

蓄電池接地外殼也是用尼龍碳纖維列印的,因為它的作用是保護栓在地上的蓄電池接地電纜,是以需要它更耐高溫并具有堅韌的耐損性,而尼龍碳纖維就是最佳材質。

這個零件之是以需要用3D列印而成,是因為他的構造過于複雜,很難在短時間内用手工分毫不差的打磨出來,而且傳統材料鋁或金屬又太重。與制造多個零件相比,3D列印極大地縮短了每輛車的生産時間。

對于像Spire Motorsports這樣的小型車隊來說,采用3D列印機列印零部件不僅可以節省時間,并且還能替代其他需要逐一制作的不同部件的生産。

用METHOD X列印出來的零件,無論在大小尺寸和空間次元上,都讓我們很震撼。因為METHOD X将精确度控制在了千分之一英寸,它幾乎做到了一比一還原我們在CAD上設定的數值。

當車隊不在工廠中的房間或外出時,他們會使用MakerBot CloudPrint的遠端列印和監控功能,管理列印機作業。團隊無需人工盯守就能跟蹤并確定列印機的正常工作,同時還可以遠端控制,防止不确定因素的發生。

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賽車工程師Nick Sowa正在安裝用3D列印的中立柱風管,這根風管能使駕駛艙的空氣更加流暢但結構相當複雜

車隊在購買3D列印機之前,通常需要與不同的供應商和車隊進行合作,來生産自己車隊所需要的零部件。然而,與任何外包項目一樣,有時最終拿到的成品可能無法适用于每一場NASCAR的比賽。

有了METHOD X,他們可以随心所欲地制作任何隔闆和墊片,像駕駛艙内、發動機罩下方或發動機周圍這些特定的地方,在不同的賽道會需要不同的隔闆和墊片。

我們的賽車上需要用到各種不同的管道、冷卻部件和軟管,為了能更好地連接配接彼此,有時我們需要的配件可能隻有四分之一英寸,這種情況下,比對度就變得非常重要。用METHOD X和這些列印材料,我們可以列印出任何我們想要的隔闆和墊片,并且可以完美地銜接任何其他零件,讓整體得以更好地運作。

性能至上|METHOD X 提升賽車部件即時制造能力
性能至上|METHOD X 提升賽車部件即時制造能力

由Spire車隊列印并安置在賽車上的部分零部件。根據期望的受熱程度或強度要求,零件主要采用ABS或尼龍碳纖維列印

按需設計賽車性能部件

于很多賽車隊而言,最大的挑戰就是不得不将零部件外包生産,Spire也不例外。以前的Spire車隊也和其他車隊一樣依靠外包來制作這些零部件,可自從擁有了METHOD X,他們可以自行生産這些零部件。外包生産的零部件在規格,重量以及成本上都無法得到很好的控制,尤其是在急需的時候,而對于擁有METHOD X的Spire車隊而言,這些都已不再是問題。

我聽說過有些對手車隊需要加急生産零件的事,有次在周末比賽中他們需要生産一些零件并運送到賽場上,而下一場比賽就在周日一早。在像納斯卡杯系列賽這樣的專業比賽上,賽道上的性能表現至關重要,必須要盡我們所能保持優勢。要找到任何一個可能提升速度和性能的方法,就需要有探索不同的可能性。

假如你有一台METHOD X列印機就不會碰到這樣的麻煩,擁有METHOD X讓我們開拓思路,打破正常,發現機會,在提高性能上獲得了前所未有的成功。

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3台助力7号和77号賽車MakerBot METHOD X列印機

通常,制造零部件會造成大量的廢料,是以,可持續發展是Kelly的另一個擔憂之處。

通常我們買一塊4x8英寸的鋁材,但實際隻了使用3-5英寸。一旦把它切開,剩下的就都是金屬碎片。當然,我也可以回收利用這些金屬碎片,但這麼做和3D列印機所提供的效率差的太多了。當我可以直接拿起原材料進行生産時,為何還要大費周章地去先去切割再循環利用呢,這樣的生産效率就太低啦。

總的來說,車隊像使用普通台式3D列印機一樣輕松地使用着METHOD X,并且列印的零部件與價值數萬美元的列印機效果一樣,甚至更好。

METHOD X列印機非常簡單易操作,并能立即啟動使用,這是最值得的投資。如果你還在糾結擁有它是否值得,那我可以毫不猶豫地告訴你,它,值得,而且相當值得。