3D-printen, composietmaterialen maken ontwerpflexibiliteit in de motorsport mogelijk

Een combinatie van 3D-printtechnologie en composietmaterialen heeft een universitair motorsportteam in staat gesteld om de afgelopen vier jaar onderdelen te ontwerpen en opnieuw te ontwerpen voor zijn Formula SAE collegiale raceauto's.

Sinds 2016 ontwerpt het University of Victoria Formula Motorsport-team (UVic; Victoria, British Columbia, Canada) zijn Formula SAE-racevoertuigen met 3D-geprinte oliecarters die zijn ontworpen met lasersintering van CRP USA (onderdeel van CRP Group, Modena, Italië) 3D-printproces en Windform TOP-LINE composietmaterialen.

Van 2016-2018 werden de oliecarters geproduceerd met behulp van CRP's op polyamide gebaseerde Windform XT 2.0 met koolstofvezel gevulde composietmateriaal. Volgens CRP stelde het lichte gewicht van deze pannen het team in staat om de motor van het voertuig aanzienlijk te verlagen, het algehele zwaartepunt van het voertuig te verlagen en de prestaties van de auto te verbeteren.

Meer informatie:

Andere recente toepassingen van Windform XT 2.0 zijn onder meer een door studenten gebouwde nanosatellietdemonstrator en een windtunnelmodel voor gebruik bij vliegtuigtests.

Bovendien heeft het gebruik van laser-sintertechnologie het team de vrijheid gegeven om complexe geometrieën te ontwerpen, zoals oliecarterschotten om de oliestroom in de pan consistenter te sturen en de mogelijkheid van olietekort te elimineren wanneer het voertuig om hoeken kantelt.

In 2018 raakte de voertuigmotor van het team echter oververhit tijdens een testrit, waardoor de olietemperatuur steeg tot boven de limieten van de ontworpen pan, de dunne wanden van de oliecarterplaat kromtrokken en een deel van de bijpassende flens in de pan trok, waardoor een aanzienlijk olielek ontstaat.

Voor de wedstrijd van 2019 heeft het team het ontwerp opnieuw geëvalueerd, ervoor gekozen om enkele wijzigingen aan te brengen in de geometrie van de pan en alternatieve Windform TOP-LINE-materialen te evalueren. Het opnieuw ontworpen oliecarter bestaat uit Windform SP, een met koolstofvezel gevuld polyamidecomposietmateriaal met een hoger smeltpunt in vergelijking met Windform XT 2.0. Om de kans op falen te verkleinen, heeft het team ook de dikte van de bijpassende flens vergroot en het ontwerp van het keerschot gewijzigd, waardoor de keerschotwanden zijn vereenvoudigd tot één centraal gebied rond de olie-opname en een steunrand aan de bovenkant van de muur is toegevoegd.

De veranderingen, zegt CRP Technology, hebben geresulteerd in een robuuster oliecarter.

Volgens het UVic Motorsport-team:"Met lasersintertechnologie en Windform TOP-LINE composietmaterialen van CRP USA binnen de vingertoppen van ons engineeringteam, zijn we in staat om complexe onderdelen te ontwerpen die voorheen niet mogelijk waren."