Het Belgische Heli Racing team rijdt al bijna twee jaar met een 3D geprinte inlaatcollector op het blok van een BMW 120d. Het door ZiggZagg herontworpen en op de HP 3D printer monolithisch geprint manifold doorstaat én temperaturen tot 85 graden C én een turbodruk van 3 bar. ZiggZagg toont de inlaat samen met de racewagen op Machineering 2019.

De 3D geprinte inlaatcollector is een voorbeeld van wat met 3D scannen, reverse engineering en 3D printen mogelijk is. Heli Racing, een succesvol Belgisch raceteam, heeft enkele jaren geleden één van de elf racewagens gekocht waarmee BMW oorspronkelijk aan het WTCC kampioenschap wilde gaan deelnemen. BMW had hiervoor een op de BMW 1 gebaseerde auto ontwikkeld en voorzien van een dieselblok. “Alleen hebben ze vlak voor de start de stekker uit het project getrokken en zijn ze verder gegaan met het E90 platform, de 320 serie”, zegt Jo De Groote, sales manager bij ZiggZagg in Aalter.

ZiggZagg scant, herontwerpt en 3D print manifold op HP printer

De inlaatcollector die door ZiggZagg via reverse engineering is verbeterd en 3D geprint.

Gespuitgiete inlaatcollector  gaat telkens stuk

Een van deze elf racewagens is terecht gekomen bij het Heli Racing team uit Wetteren (B). Dat rijdt hiermee in de  Belgian Gentleman Drivers Club (BGDC) and Belcar’s Belgian Endurance Championship. Alleen bleek de inlaatcollector voor problemen te zorgen. Het originele deel bestaat uit twee helften, gespuitgiet en daarna ultrasoon aan elkaar gelast. Tijdens de races bleek de lasverbinding niet bestand tegen de temperatuur onder de motorkap en de druk van 3 bar. Het engineeringteam van ZiggZagg heeft beide helften zowel aan de buiten- als binnenzijde gescand en is daarna het design gaan verbeteren.

Verbeterd ontwerp geprint in PA12

Jo De Groote: “We hebben onder andere de interne geometrie aangepast, bijvoorbeeld met enkele verstevigingen. Wanddiktes zijn waar nodig aangepast, zodat ze tegen de hoge druk bestand zijn. We hebben daarnaast aan de buitenkant enkele aanpassingen gedaan, onder andere voor ondersteuning van leidingen. Ook zijn er heatinserts gemonteerd om trillingen tegen te gaan.” Na alle aanpassingen zijn de 3D modellen samengevoegd tot één solid file. Dit geredesigned ontwerp heeft ZiggZagg 3D geprint in PA 12 op een van de negen HP 3D printers die ondertussen in Aalter staan. Dat 3D printen ging overigens net: het manifold past precies in de bouwkamer. “Per keer printen we een collector.” ZiggZagg biedt ondertussen het hele HP materialenspectrum aan: 7 HP 4210 3D printers waarop PA12 wordt gebruikt, 1 machine speciaal voor PA11 en  1 voor PA12GB40%. ZiggZagg is wereldwijd een van de weinigen die dit laatste materiaal aanbiedt op de HP 4210 productiemachine.

De HP printers bij ZiggZagg. Inmiddels is het aantal machines uitgebreid tot 9 stuks.

Hogere temperatuur geen probleem voor PA12

De inlaatcollector kan zowel de temperatuur als de druk aan. “De geprinte inlaatcollector barst niet open”, zegt Jo De Groote. Wat het engineeringteam van ZiggZagg het meest verbaasd heeft, is hoe goed het PA 12 materiaal voor de HP printers bestand is tegen hogere temperaturen. Onder de motorkap loopt deze op tot 85 graden. “We hebben het stuk zelf in onze oven getest en de temperatuur opgevoerd tot 140 graden C. Bij het originele manifold van PA 6 met 30% glasvezels ging na 10 minuten het brandalarm af. Bij het onderdeel van PA12 niet.”

ZiggZagg heeft complete raceauto gedigitaliseerd

Heli Racing rijdt ondertussen al het tweede seizoen met het 3D geprinte onderdeel en heeft meerdere races gewonnen. Het team is zo enthousiast dat het begin dit jaar de racewagen bij ZiggZagg heeft afgeleverd om deze volledig te digitaliseren. Jo De Groote: “We hebben de volledige wagen gescand, waarna we deze hebben gedigitaliseerd. Nu zoeken we naar mogelijkheden om gewicht te besparen.” Gemakkelijk is dat niet omdat de wagen al vanaf het begin is ontwikkeld als racewagen en dus is ontdaan van onnodige ballast. Toch zien de ZiggZagg engineers bij de spiegels mogelijkheden om nog gewicht te besparen.

ZiggZagg toont deze case study van 3D scannen en 3D printen op de HP multijet fusion 3D printer komende week op Machineering 2019 in Brussel. Als je je hier registreert met de code 106 krijg je gratis toegang tot Machineering 2019

De hele racewagen is inmiddels gedigitaliseerd. ZiggZagg engineers zoeken nu naar mogelijkheden om het gewicht van de auto te verminderen.