El equipo BWT Alpine F1 avanza con un acumulador hidráulico impreso en titanio

El equipo BWT Alpine F1 recurrió a la fabricación aditiva de metal para impulsar el rendimiento de su automóvil mediante la producción de un acumulador hidráulico de titanio con funcionalidad completa en un espacio mínimo. Con años de suministro y desarrollo en colaboración con 3D Systems, el equipo Alpine F1 de BWT seleccionó la tecnología de impresión directa en metal (DMP) de 3D Systems para producir la pieza compleja y confió en la experiencia y los procesos de limpieza patentados de 3D Systems para garantizar una calidad óptima.

El equipo BWT Alpine F1 mejora continuamente su automóvil, trabajando en ciclos de iteración muy cortos para mejorar y perfeccionar el rendimiento. Los desafíos constantes incluyen trabajar dentro del espacio limitado disponible, mantener el peso de las piezas lo más bajo posible y cumplir con las restricciones normativas en evolución.

Los expertos del Grupo de innovación de aplicaciones (AIG) de 3D Systems proporcionaron al equipo BWT Alpine F1 los conocimientos necesarios para fabricar un componente en espiral complejo de titanio con una geometría interna desafiante e impulsada por funciones.

La fabricación aditiva ofrece una oportunidad única para superar los desafíos de la innovación acelerada mediante el suministro de piezas altamente complejas con plazos de entrega cortos. Para piezas como el acumulador hidráulico del equipo BWT Alpine F1, se requería experiencia AM adicional para una pieza exitosa debido al nivel de complejidad del diseño y los estrictos requisitos de limpieza.

Para el acumulador, específicamente una bobina inerte de líquido de empuje trasero, el equipo de carrera diseñó un amortiguador de línea dura, que es parte de un amortiguador de empuje trasero en el sistema de suspensión trasera dentro de la caja principal de la caja de cambios. El acumulador, un tubo largo y rígido, almacena y libera energía para promediar las fluctuaciones de presión. Como tal, el rendimiento del amortiguador de línea se correlaciona con su volumen interno y, por lo tanto, con la longitud del componente.

La fabricación aditiva permitió al equipo BWT Alpine F1 maximizar la longitud de la bobina amortiguadora mientras empaquetaba la funcionalidad completa dentro de un espacio restringido. "Diseñamos esta pieza para que sea tan volumétricamente eficiente como sea posible y para compartir el grosor de la pared entre los tubos adyacentes", explicó Pat Warner, gerente de fabricación digital avanzada en BWT Alpine F1 Team. "Lograr este volumen solo es posible con AM".

La bobina de amortiguación de titanio final se fabricó con DMP Flex 350 de 3D Systems, un sistema AM de metal de alto rendimiento que presenta los mejores niveles de oxígeno de su clase (<25 ppm) y una atmósfera de impresión inerte. La arquitectura de sistema única de las máquinas DMP de 3D Systems garantiza piezas excepcionalmente fuertes y precisas con alta pureza química y la repetibilidad necesaria para las piezas de producción.

Durante el funcionamiento, la bobina amortiguadora se llena de líquido y compensa las fluctuaciones de presión dentro del sistema absorbiendo y liberando energía. Para que funcione correctamente, el fluido tiene una especificación de limpieza para evitar la contaminación. El uso de AM de metal para diseñar y producir este componente ofreció beneficios considerables en términos de funcionalidad, integración en el sistema más grande y reducción de peso; sin embargo, el equipo enfrentó un desafío cuando se trataba de eliminar completamente el polvo de los canales internos.

Para lograr una evacuación completa del material en estas complejas impresiones metálicas, AIG de 3D Systems contribuyó con su vasto conocimiento del proceso para aplicar un protocolo de limpieza patentado que se ha utilizado con éxito en decenas de miles de piezas y garantiza componentes de titanio libres de partículas. Para los clientes que planean adoptar metal AM y requieren el más alto grado de limpieza de piezas para canales internos, 3D Systems tiene un protocolo establecido para transferir este conocimiento a nuevas instalaciones.

La completa solución AM de metal de 3D Systems va más allá de su experiencia líder y su plataforma de impresión de metal para incluir materiales cuidadosamente desarrollados y optimizados y el software 3DXpert. 3DXpert es un software todo en uno para preparar, optimizar y administrar el flujo de trabajo de impresión en metal.

El equipo BWT Alpine F1 seleccionó el material LaserForm Ti Gr23 (A) para su acumulador, citando la alta resistencia y la capacidad de producir con precisión secciones de pared delgada como las razones de su elección. Todos los materiales LaserForm tienen parámetros de impresión específicos y ampliamente desarrollados dentro de 3DXpert que combinan la experiencia de los ingenieros de 3D Systems dentro del flujo de trabajo para obtener resultados de la más alta calidad.

El equipo también aprovechó el diseño de 3D Systems para la experiencia en fabricación aditiva para avanzar en su diseño con orientación sobre la orientación de construcción óptima, espesores de pared alcanzables y cómo compartir paredes entre secciones de pared adyacentes, así como su experiencia en posprocesamiento. Como co-desarrollador constante de soluciones innovadoras y pioneras en la industria, el grupo de innovación de aplicaciones de 3D Systems tiene una amplia y profunda experiencia en la transición de aplicaciones de conceptos a fabricación a escala.

3D Systems es socio de cientos de aplicaciones críticas en industrias donde la calidad y el rendimiento son primordiales. El enfoque sistematizado de 3D Systems para escalar desde la creación de prototipos hasta la producción garantiza un camino simplificado hacia piezas AM calificadas, y el líder AM también ofrece transferencia de tecnología para ayudar a los clientes a adoptar con éxito la fabricación aditiva dentro de sus propias instalaciones.

Tras el éxito del acumulador impreso en titanio del BWT Alpine F1 Team, Warner dice que el equipo se animó a buscar componentes de suspensión más complejos el año siguiente.

NOTA: El reglamento actual de Fórmula 1 ya no permite bobinas de inercia en el coche. Sin embargo, el principio básico de la necesidad de enfrentar desafíos constantes, como dentro del espacio limitado disponible, mantener el peso de las piezas lo más bajo posible y adherirse a las restricciones normativas en evolución mientras se mejora la funcionalidad, puede ilustrarse perfectamente con este componente y transferirse a varios componentes en Formula. 1 turismos, así como vehículos de carretera y ferroviarios.

Conéctate con nosotros