超短时间内交付赛车终端零件,Stratasys为NASCAR“解除高温预警”

NASCAR,即美国全国运动汽车竞赛,每年有超过1.5亿人次现场观众观看比赛,因此有人称它为美国的“F1”比赛。最近,Stratasys的应用工程师利用以SAF技术驱动的H350™ 3D打印机找到一个解决方案,以应对 NASCAR Next Gen赛车所面临的主要挑战。

Next Gen赛车

“如果没有Stratasys和Stratasys Direct Manufacturing这样的合作伙伴,我们不可能制造出Next Gen赛车。”

  ——John Probst

  NASCAR赛车创新部高级副总裁

挑战

在测试新设计的Next Gen赛车原型时,NASCAR车手报告称,汽车驾驶舱内温度极高,赛车手体感极度不适。比赛时,车手均身穿阻燃服、佩戴头盔,因此发动机产生的额外热量或环境高温度会进一步加剧车手的不适。

NASCAR需要寻找到一种解决方案,既能使赛车内部降温,又能满足对温度和耐用性的要求,同时还能以具有竞争力的单价生产数千个零件。该解决方案不可以对Next Gen赛车的设计进行任何修改,这类赛车已经历近三年的规划、设计、开发以及59,500公里的测试。

距离赛季仅剩几个月,NASCAR急需一种解决方案,能够在几周内完成高性能生产级零件的制造,而不耽误比赛。NASCAR工程师因而将目光投向了增材制造。

为加强赛车内部的空气流通,NASCAR的高级设计工程师Tim Murphy设计出一种通风管道,可直接安装在赛车的挡风玻璃上,消除可能影响赛车速度的阻力。Murphy设计的气流组件安装在汽车的挡风玻璃上,与进气口对齐,可以引入空气,并将空气传送至车手的胸部和腿部,给他们降温。

3D打印

Murphy深知Stratasys在3D打印方面的专业,他直接联系了Stratasys Direct Manufacturing,想要寻找具有出色性能表现和满足安全标准的增材制造技术和材料。

Stratasys Direct需要找到一种解决方案,可承受高温和恶劣的比赛条件,抵挡高达321公里/小时的风速以及燃料废气的排放。

Stratasys和NASCAR合作提出解决方案

Stratasys Direct Manufacturing的工程师在测试过多种方案后,推荐NASCAR采用由SAF技术驱动的Stratasys H350™ 3D打印机。SAF是为生产而生的技术,能以最快、最低成本的方式将CAD文件转化成高性能生产级零件。

Stratasys H350™ 3D打印机

Stratasys H350打印机使用可持续材料High Yield PA11,提取自蓖麻油,能够满足NASCAR要求的所有特性。

PA11制成的零件拥有高度的抗冲击性和耐用性,可实现最大的打印密度,同时保持零件的一致性。PA11提供生产级聚合物零件,可满足大批量生产的需求,高嵌套密度可降低打印成本和时间。

PA11

  Dymansion S上的零件已打印完成。

作为每一辆Next Gen赛车上都会使用的不可或缺的部件,空气通风装置需要具备高度的精确度和可重复性,这批部件需要拥有相同的重量、外观和尺寸,然后安装在车队的每一辆赛车上。

Next Gen赛车

NASCAR比赛

  NASCAR比赛中安装有通风管的Next Gen赛车

H350所使用的SAF技术保证了高水平的精确度、可重复性和表面效果。3D打印机的反向旋转滚轴将粉末层涂覆在打印床上,然后使用高吸收流体(HAF™)以映射零件层。贯穿的红外线光线使得映射层在整个打印床上熔融,提供均匀的热力环境,以确保零件的一致性。

打印完成后,对零件进行清洗、抛光、染黑,并使用DyeMansion的S系统,通过聚合物喷砂对零件进行非研磨喷丸处理,以获得同质半光泽表面。

SAF技术

气流管道

  零件设计师Tim Murphy在Next Gen赛车挡风玻璃上安装气流管道。

“我们帮助NASCAR将3D打印原型转变为应用于高性能赛车的终端零件。”

  ——Pat Carey

  Stratasys战略发展部高级副总裁

终端零件

高品质的终端零件

Stratasys Direct在2022年1月初开始制造3D打印零件,并在当月晚些时候就运送了第一批通风管,共计60个,正好赶上2022年NASCAR Cup系列赛的比赛季。

这些零件使用H350打印而成,后进行介质抛光,使用DyeMansion Powershot C喷砂清洗,之后在DyeMansion的DM60上染黑,再用Powershot S进行喷丸处理。在接下来的六个月里,Stratasys Direct打印并运输了650个用于Next Gen赛车的通风组件。

通风组件

NASCAR Next Gen赛车设计师Brandon Thomas手持3D打印的挡风玻璃座舱通风装置。

NASCAR报告称,通风装置降低了车内温度且增强了赛车性能,同时并未影响Next Gen赛车的空气动力学设计。如今,每一支参加NASCAR Cup系列赛的车队都在使用气流通风装置。

下载H350产品手册