F1-teams blinken uit met tooling block-technologie

De adembenemende snelheden in de Formule 1 worden bereikt met behulp van geavanceerde tooling block-technologie.

Het lijdt geen twijfel dat precisie-engineering een spil is van de Formule 1-races. Inderdaad, in de niet-aflatende zoektocht naar meer snelheid, is een constante doelstelling van F1-ingenieurs om de auto's van hun teams lichter te maken. Dit wordt bereikt door het gebruik van koolstofvezelmaterialen in de hele auto. Afgezien van de motor en banden, is vrijwel al het andere, inclusief het stuur, de stoel, het chassis en zelfs de brandblusfles, gemaakt van dit ongelooflijk sterke, maar toch extreem lichtgewicht materiaal.

Trelleborg voorziet de overgrote meerderheid van de F1-teams van epoxy-gereedschapsblokken, die het startpunt vormen van het proces bij de fabricage van koolstofvezelcomponenten. "Het is eigenlijk een procedure in drie stappen", zegt Chris Mellings, manager, AEM Sales Group, Trelleborg, Skelmersdale (VK). "Een F1-klant zou onze platen samen met een speciaal samengestelde industriële lijm blokkeren voordat ze op een vijfassige CNC-machine worden geplaatst om ze in de gewenste componentvorm te profileren. Het product wordt vervolgens verzegeld om de mastermal te maken.

“Vanuit de master mal maakt de klant composiet tooling met behulp van voorgeïmpregneerde koolstofvezels die in een autoclaaf zijn uitgehard. Als het eenmaal is uitgehard, is het resultaat een composietlaminaat dat precies het profiel is van de mastermal zelf. Van dit composietgereedschap ontwikkelt de klant de individuele koolstofvezelcomponent”, legt Mellings uit.

Trelleborg biedt een reeks van zeven verschillende gereedschapsblokken, waarvan de TB650 door ongeveer 75 procent van de F1-teams wordt gebruikt. Beschouwd als het gereedschapsblok van de hoogste kwaliteit op de markt, wordt het sinds het midden van de jaren zeventig door Trelleborg gemaakt.

"Onze platen bieden een waardevolle combinatie van voordelen, namelijk superieure stabiliteit, lage dichtheid, hoogwaardige oppervlakteafwerking en zeer goede bewerkbaarheid", zegt Mellings. "Het is deze unieke mix van attributen, samen met een steeds meer geautomatiseerd proces van het vervaardigen van gereedschapsblokken, die ons onderscheidt en ons in de pole position plaatst om de F1 nog vele jaren te leveren."

Bewerkingsblokken bekijken
Gereedschapsblokken zijn in wezen een combinatie van epoxyharsen, glazen microballonnen en verharders, die met elkaar worden gemengd en in een oven worden uitgehard tot ze hard zijn. Ze worden gegoten in "platen" van standaardafmetingen, die worden samengevoegd tot een blok dat groter is dan het te maken onderdeel.

Voor grotere componenten is een belangrijke factor het werkelijke gewicht van de gereedschapsblokken. Trelleborg levert een optie met een gewicht van 400 kg/m³, in feite de helft van het gewicht van standaard varianten op de markt.

Even belangrijk bij de fabricage van componenten is de coëfficiënt van thermische uitzetting (CTE), aangezien elk niveau van uitzetting tijdens het uitharden ertoe zou leiden dat de vorm van het uiteindelijke onderdeel afwijkt van de oorspronkelijke master-matrijs. Daarom staat een lagere CTE gelijk aan een verminderde kans op expansie, iets dat van het grootste belang is in de Formule 1, de lucht- en ruimtevaart en vergelijkbare sectoren die uiterste precisie vereisen.

Naarmate industrieën overstappen van oudere productiemethoden naar een meer hi-tech benadering, ontstaan ​​er nieuwe toepassingsgebieden voor composietmaterialen, en dus epoxy-gereedschapsblokken. De Europese markt voor gereedschapsblokken wordt momenteel gewaardeerd op ongeveer 11 miljoen euro en gereedschapsblokken worden geleverd aan een groeiend aantal sectoren waarin composietcomponenten worden vervaardigd. Deze omvatten een breed scala aan transporttoepassingen, waaronder spoor-, zeevaart-, lucht- en ruimtevaart- en algemene automobieltoepassingen; fabricage van sportartikelen, zoals tennisrackets en golfclubs; en in toenemende mate de industrie voor hernieuwbare energie, met name windmolenparken.