Top story

F1 sport: een wonder is soms nodig, 3D printtechnologie altijd

Zonder 3D printen is het moeilijk te overleven

Soms heeft ook de beste F1 coureur een klein wonder nodig. Max Verstappen pakte de laatste kans in de F1 race van Abu Dhabi om wereldkampioen te worden. Wat de F1 raceteams altijd nodig hebben, is 3D printtechnologie. Onzichtbaar op TV, maar reken er op dat in de week na een race wereldwijd veel onderdelen wordt geprint. Additive manufacturing biedt alle voordelen die de raceteams zoeken.


Een van de AM servicebedrijven die actief is met toelevering aan de F1 wereld is het Amerikaanse Jabil. In een webblog schreef Brett Lyons, Director of Engineering, Additive Manufacturing bij Jabil, nog niet zo lang geleden dat het niet alleen om designvrijheid gaat. Tegenwoordig 3D print het Amerikaanse bedrijf onder andere voor het Alpine F1 team (met Ocon en Alonso als coureurs). Brett Lyons zegt dat de F1 teams onder andere 3D printen inzetten vanwege de mogelijkheid van decentrale productie.

Met meer dan 120 productiefabrieken die vergelijkbaar zijn dankzij de digitale productiesystemen, werkt Jabil samen met bedrijven om de voordelen te delen van een wereldwijd gedistribueerd productienetwerk (een voordeel in de F1-racerij, waar de coureurs de ene week in het Midden-Oosten en de andere week in Europa kunnen zijn). Het systeem kan een ontwerpbestand beveiligen om ervoor te zorgen dat producten consistent en gecertificeerd zijn wanneer ze worden geproduceerd met Jabil’s kwaliteitsmanagementsystemen.

Raceteams reduceren dankzij 3D printtechnologie het gewicht van onderdelen

Een voorbeeld van complexe geometrieën die mogelijk zijn met additive manufacturing (foto Jabil).

Design for AM

3D printtechnologie maakt de zeer complexe designs mogelijk die de engineers voor de onderdelen van de F1 wagens bedenken. Design for additive manufacturing zorgt er bovendien voor dat de onderdelen en dus de wagens lichter worden. Bovendien kunnen de ontwerpen gemakkelijk worden gespiegeld voor links en rechts. Korte iteratiecycli zijn echter het wezenlijke voordeel voor de koningsklasse van de autosport. Brett Lyons zegt daarover:

Fabrikanten die additieve toepassingen gebruiken, kunnen de ene week een probleem identificeren en de volgende week een werkende oplossing hebben – op tijd voor de volgende race – en zo een aanzienlijk concurrentievoordeel behalen.

Nexa3D vertwintigvoudigt printcapaciteit

Ook Williams gebruikt 3D printtechnologie. De renstal waarvoor Nicholas Latifi rijdt, werkt samen met Nexa3D, de fabrikant van snelle 3D printers voor gedetailleerde kunststof onderdelen. Het Williams F1 team kondigde eerder dit jaar aan de samenwerking met Nexa3D te intensiveren waardoor de 3D printcapaciteit vertwintigvoudigd is. Het F1 raceteam gebruikt de NXE400 3D printer, gebaseerd op de LSPc (Lubricant Sublayer Photo-curing) technologie. Met deze snelle 3D printer worden de onderdelen opgebouwd met een 1 cm in de Z richting per minuut. Niet alleen de designvrijheid maar ook de lagere kosten spelen hier een grote rol in. Juist in een sport als F1 gaat het om enkelstuks en hele kleine batches. Al Peasland, Head of Technical Partnerships and Innovation at Williams Racing, zei hierover bij de aankondiging van de samenwerking:

Formule 1 is een uitdagende omgeving, die vraagt om een continue verbeteringsfilosofie om competitief te blijven. Het partnerschap stelt ons in staat om grenzen te blijven verleggen op het gebied van 3D-printen.”

Schaalmodellen voor windtunnels

3D Systems heeft het Alpine F1 team als een van de eerste klanten het nieuwe Accura Composite PV materiaal voor SLA-printers laten testen.

Het gaat niet altijd om onderdelen die geprint worden die in de F1 bolides terecht komen. Alpine F1 werkt ook samen met 3D Systems. Dit laatste concern heeft deze zomer Alpine F1 aangeduid als een van de eerste klanten die het nieuwe Accura Composite PV polymeer gebruikt, ontwikkeld voor de SLA-printers van 3D Systems. Dit materiaal is met name ontwikkeld voor het printen van schaalmodellen voor testen in windtunnels. Het 3D printen van deze onderdelen zonder daarvoor gereedschappen nodig te hebben is één voordeel; de kortere doorlooptijd dankzij het nieuwe materiaal geeft de teams meer tijd voor de aerodynamicatesten. Het is zeer sterk maar vooral de unieke kleur en contrast, maken enkele stappen in de voorbereiding van een windtunneltest overbodig.

Sauber print honderden delen

Windtunneltesten is ook een van de redenen waarom Sauber Engineering zo actief is voor veel motorsportteams. De Zwitsers hebben dit seizoen voor het Alfa Romeo Racing ORLEN 130 onderdelen geprint die in de F1 wagen zijn verwerkt. Het gaat echter vooral om het 3D printen van schaalmodellen voor windtunneltesten. “Per week 3D printen we honderden delen, tot wel 160 sets per dag. We printen alles in huis. Want hoe korter de leadtimes, des te sneller ontwikkelen we en des te meer prestaties leveren op de racetrack”, zo zei Christoph Hansen van Sauber Engineering het afgelopen zomer nog tijdens een webinar met AM Solutions. Postprocessing speelt een belangrijke rol omdat het oppervlak reproduceerbaar moet zijn voor een goede test in de windtunnel. Hiervoor heeft het Zwitserse engineering bedrijf geïnvesteerd in drie S1 systemen van AM Solutions. Dit nieuwe systeem verwijdert automatisch het resterende poeder en reinigt daarna zowel kleinere als grotere 3D geprinte onderdelen. “Dat betekent dat we tijd en geld besparen, twee middelen die beperkt zijn in deze sport. ”

Een van de onderdelen die Sauber in een van de vorige seizoenen topologisch geoptimaliseerd heeft en daarna geprint op de MetalFab 1 van Additive Industries.

Essentieel voor F1 teams

Christoph Hansen noemt 3D printen zelfs essentieel in de F1 autosport. “Zonder 3D printen is het moeilijk te overleven. Vroeger waren we weken bezig met windtunnel modellen. Nu kunnen we sneller ontwikkelen.” Het verhaal dat de raceteams elke week 3D printers meenemen naar de circuits verwijst Hansen naar het rijk der fabelen. “Als je de 3D printafdeling bij ons ziet, is dat een complex proces, dat onder andere controle over de luchtvochtigheid vereist en geconditioneerde ruimten. Ik weet niet of dat je allemaal kunt meenemen naar jet circuit.“ Kleine 3D printers zouden daar wel geschikt voor zijn. Maar van die kleine onderdelen kun je dan net zo goed spare parts meenemen, suggereert de engineer. Ook in de F1 wereld moet je 3D printtechnologie inzetten voor die zaken waar dit de meeste waarde oplevert.

Foto: Max Verstappen (foto Getty Images / Red Bull Content Pool)

Back to top button
Gratis e-mailnieuwsbrief en kwartaalmagazine

Gratis e-mailnieuwsbrief en kwartaalmagazine

Schrijf je hier in voor de wekelijkse e-mailnieuwsbrief. Je ontvangt dan tevens vier keer per jaar het magazine, digitaal of print. 

You have Successfully Subscribed!