Aangepaste 3D-geprinte Hoofdsteun voor Quarter Midget Racer: Een Mark Two Case Study

Als het gaat om het bouwen van eindgebruiksdelen, openen de betrouwbaarheid en sterkte van de Mark Two deuren die vroeger dicht waren. Hoewel we de limieten van de printer in zwaartekracht en detail hebben verkend, was het potentieel voor grote, functionele componenten nog nooit volledig onderzocht. In dit project testen we die limieten door een op maat gemaakte hoofdsteun te printen voor Chase, een Quarter Midget-coureur, die zowel veiligheid als prestaties levert.

Overzicht van Quarter Midget Racing

Quarter Midget of America ondersteunt jeugdrennen in de VS. Deze compacte auto's, afgeleid van krachtige midget raceauto's, rijden op 1/20ste-mijl banen met snelheden tot 50 mph. Coureurs zijn 5 tot 16 jaar oud, en precieze bochttechniek is de sleutel tot overwinning.

Veiligheidsprotocollen zijn streng. Het harnasysteem bevestigt de coureur van schouders af naar beneden, maar het hoofd blijft kwetsbaar voor centrifugaalkrachten die het naar de buitenkant van de baan duwen. Meeste voertuigen vertrouwen op een eenvoudig veiligheidsnet dat loopt van de rollcage naar de frontale versterking. Hoewel functioneel, is dit net geen permanente of robuuste oplossing.

Ontwerpdoelstellingen

De nieuwe hoofdsteun moest aan drie kernvereisten voldoen:

• Zolide bescherming bieden bij behoud van een mate van flexibiliteit.
• Veilig bevestigen aan de rollcage zonder lijm of lassen.
• Esthetisch passen bij een raceauto en aansluiten bij de helmgeometrie van Chase.

Materiaalstrategie en Bouwproces

We gebruikten koolstofvezel-versterkt nylon voor de primaire schaal – een van de grootste delen die de Mark Two kan printen, wat meer dan zes dagen vereiste. Dit materiaal levert uitzonderlijke stijfheid en sterkte. Gecontroleerde flexibiliteit introduceren we door Kevlar-versterkte klemplaten die licht buigen onder belasting, waardoor de hoofdsteun dynamische krachten kan absorberen zonder de veiligheid in het geding te laten.

Bevestigingssysteem

Naar aanleiding van de gemakkelijke instelbaarheid van het oude net, ontwierpen we een driedpunt-klemsysteem:

• Aluminiumstaven lopen langs de rollcage, als dwarsleden.
• Kevlar klemplaten bevestigen aan de staven, wat verticale en laterale aanpassing toestaat.
• Een Onyx-beugel met co-geprinte moeren biedt een derde ankerspunt aan de frontale versterking, wat kragarmbelasting voorkomt en de last gelijkmatig verdeelt.

Deze configuratie biedt een robuuste, maar aanpasbare bevestiging die mee kan groeien met de coureur en de evoluerende geometrie van de auto.

Eindresultaat

De finale hoofdsteun toont een schone curve die Chase's helmprofiel weerspiegelt, angewinkeld om centrifugaalkrachten te compenseren en het hoofd gecentreerd te houden. Het racenummer is gelasergraveerd op het oppervlak, wat functionaliteit combineert met een gepolijste uitstraling.

Race Resultaten

Chase's eerste race met de nieuwe hoofdsteun bewijste de waarde ervan – hij manoeuvreerde bochten met grotere precisie en behaalde een overwinning. De hoofdsteun verbeterde niet alleen de veiligheid, maar ook de prestaties op de baan.

Geïnteresseerd in het ontwerp? Het hoofd .stl bestand is beschikbaar voor download.