МЕНЮ

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИЛЕР 3D ПРИНТЕРОВ В РОССИИ

наблюдайте вместе с нами, как 3D-технологии меняют мир!
г. Москва: м. Курская, м. Чкаловская
пн-пт с 10 до 20
Оформить заказ
0 товаров

3D-печать в Королевских гонках

Формула 1 – это не просто автогонки, это целый мир, в котором взаимно переплетаются мощные финансовые потоки, новейшие технологии и даже политические интриги. Для того чтобы болиды команды проехали круг гонки быстрее соперника на пару тысячных долей секунды, необходимо потратить сотни часов работы лучших инженеров и десятки тысяч долларов. Вбирая в себя все инновационное в науке и технике, Королевские гонки не могли обойти своим вниманием и технологию 3D-печати.


Гоночных этапов в календаре всего двадцать. Каждый из них состоит из нескольких заездов, которые проходят на протяжении трех дней: свободная практика, квалификация и непосредственно сама гонка. Согласно регламенту, каждая команда имеет право на жестко фиксированное количество часов предсезонных тестов. Они проходят в феврале марте и по-другому называются зимними. Таким образом, при внесении любых изменений в конфигурацию болида в течение сезона, инженеры не имеют достаточно времени, чтобы оценить эффективность новой модификации в условиях реальной гонки.

Одним из способов просчитать поведение разрабатываемого элемента является компьютерное моделирование. Однако гораздо удобнее реально создать этот компонент или вернее его прототип и провести все необходимые тесты с полученным образцом. Именно для целей быстрого воспроизведения инженерной мысли и оценки ее эффективности для болида в целом применяются 3D-принтеры.

Аэродинамика – ключ к успеху

Для победы хороши все способы, которые не противоречат жесткому регламенту Формулы 1. В погоне за заветными долями секунд команды не могут бесконечно увеличивать объем и мощность двигателя, а используемые в течение гоночного викэнда комплекты покрышек абсолютно идентичны у каждой «конюшни». Таким образом, наибольшую степень свободы инженерная мысль получает при модификации аэродинамики автомобиля.

Болид получает индивидуальные настройки перед каждой трассой и доводится под конкретного гонщика, его стиль пилотирования и характер. На трассе аэродинамика решает весьма противоречивые задачи. С одной стороны она должна обеспечить хорошую прижимную силу машины в поворотах, с другой несколько уменьшать её значение на длинных прямых.

Перед установкой модифицированного воздухообтекаемого элемента на гоночную машину его предварительно тестируют на полноразмерной модели болида в аэродинамической трубе. На сленге инженеров Королевских гонок этот процесс называется продувка. Специальным вентилятором на модель направляются потоки воздуха, аналогичные получаемым болидом в боевых условиях аэродинамическим нагрузкам. Анализирую собранную в процессе испытаний информацию, инженеры делают выводы о целесообразности применения разработанной модификации элемента в гоночной конфигурации.

Держаться за воздух

Мощности двигателя гоночной машины вполне достаточно, чтобы болид мог оторваться от земли и даже взлететь. Вот только такое парение очень небезопасно для самого пилота. Поэтому кузов спорткара оснащен специальными элементами, которые буквально «цепляются за воздух» и удерживают автомобиль на земле.

Переднее антикрыло, закрепленное на носовом обтекателе машины, создает более четверти всей необходимой прижимной силы. Дополнительную тысячу ньютонов (около 30%) в общую копилку добавляет задний спойлер, и наиболее весомую часть, порядка 40%, обеспечивает самый маленький аэродинамический компонент - задний диффузор.

Корректировка конструкции любого из перечисленных элементов на долю миллиметра, приводит к комплексному изменению поведения болида на гоночной трассе. Улучшение обтекаемости – это эмпирическая задача, для решения которой требуется огромное количество итераций. При этом компьютерное моделирование является лишь малой частью общего процесса решения. Наиболее показательными становятся именно испытания объекта в аэродинамической трубе. Чем больше вариантов конструкций элементов исследуют инженеры, тем больше шанс подобрать ту единственно возможную конфигурацию, что приведет к победе.

«3D Systems» в Королевских гонках

Команда Формулы 1 «Renault F1 Team» (в последствие «Lotus F1 Team») подписала договор о сотрудничестве с компанией «3D Systems» еще в 1998 году. В тот же год на площадке производственного центра, расположенного в английском Энстоне (Enstone, Англия) появился первый 3D-принтер SLA-5000, работающей по технологии лазерной стереолитографии (Laser Stereolithography, SLA). Устройство создает прототип методом полимеризации жидкой среды под действием лазерного излучения.

Команда «Renault» поставила перед собой задачу полностью перейти к технологиям твердотельного прототипирования, минимизировав время на компьютерное моделирование. Уже к 2002 году парк 3D-устройств на базе команды, пополнился девятью новыми приборами от «3D Systems».

В настоящее время все прототипы карбоновых элементов болида производятся на пяти 3D-принтерах SLA-7000. Такая производственная мощность позволяет изготавливать более 15000 различных аэродинамических компонентов болида в год, что существенно ускоряет темпы решения любых инженерных задач, осуществляемых методом последовательных итераций.

Для создания металлопластиковых прототипов деталей шасси и трансмиссии специалисты команды используют две 3D-установки Sinterstation HiQ и новейшую Sinterstation Pro, функционирующих по технологии выборочного лазерного спекания (Selective Laser Sintering, SLS). Процесс формирования изделия из порошкообразной массы происходит при воздействии мощного лазерного луча в среде насыщенной азотом.

Часть важных компонентов болида производится при помощи литья. Формы для этой процедуры создаются на инновационном Sinterstation Viper Pro – высокоточном 3D-принтера, приоритетной задачей которого является качество распечатанного объекта, а не время, затраченное на его воспроизведение.

Технология победы

За все время, что команда из Энстоуна использует устройства от «3D Systems» она дважды стала обладателем Кубка Конструкторов. И в каждой из этих побед есть немалая заслуга технологии 3D-печати.

Сегодня, в той или иной степени, каждая «конюшня» Королевских гонок применяет в инженерных центрах 3D-принтеры. Руководитель действующего чемпиона «Red Bull F1 Team» Кристиан Хорнер (Christian Horner), в своих интервью многократно подчеркивал значимость технологии быстрого прототипирования для обеспечения существенного конкурентного преимущества над соперниками. Недаром болиды Red Bull славятся своими прекрасными аэродинамическими качествами.