EPlus3D: 3D-gedruckte Metallteile für Rennwagen
Der chinesische 3D-Druck-Spezialist Eplus3D hat für das Delta Racing Team Teile aus Titan und Aluminium für deren Rennwagen gedruckt. Dabei erreichte das Team eine Gewichtseinsparung von 60 %.
Um dies zu erreichen, hat das Delta Racing Team die SKO-Methode (Soft Kill Option) angewendet, um alle Bereiche zu identifizieren, in denen kein Material benötigt wird. In Bereichen mit hoher Beanspruchung wird das E-Modul in der Simulation erhöht, während es in Bereichen mit geringer Beanspruchung verringert wird. Abschließend erstellt die Software eine Funktion des E-Moduls über die Spannung in den verschiedenen Bereichen des Teils.
Für die Simulation müssen die folgenden Aspekte definiert werden:
- Alle verschiedenen Winkel und Lastfälle
- Die Rand und Nebenbedingungen
- Die Lasten des Systems
Anschließend berechnet das Programm die optimale Form der Umlenkung für alle Lastfälle. Dadurch können der Sicherheitsfaktor und der Kraftfluss kontrolliert werden.
Entwurf für die Fertigung
Um bessere Ergebnisse zu erzielen, muss die generierte topologieoptimierte Geometrie verbessert werden. Für diesen Schritt können verschiedene Ansätze verwendet werden. Das Delta Racing Team arbeitet mit Solidworks, um die Formen mit Kurven zu rekonstruieren, wobei scharfe und kleine Ecken vermieden werden. Um das generierte Design zu validieren, muss eine mechanische Strukturanalyse durchgeführt werden.
Ein Beispiel dafür ist auf den folgenden Bildern zu sehen. Der Querlenker wird verwendet, um Carbonrohre, die in der Aufhängung verwendet werden, miteinander und mit anderen Komponenten wie dem oben beschriebenen Umlenker zu verbinden. Eplus3D unterstützte das Team bei der Herstellung der Teile unter Verwendung von Ti6Al4V Titanlegierungspulver. In diesem Fall konnte Delta Racing seine Designanforderungen erfüllen, was zu einer Win-Win-Situation in Bezug auf Kosten und Gewicht führte. Im Durchschnitt konnte das Gewicht um mehr als 50 % reduziert werden, und das gesamte Fahrzeug profitierte von einer Gewichtsreduzierung von etwa 3 kg.
Die MPBF-Drucktechnologie ermöglicht dem Anwender nicht nur die Herstellung von Hochleistungsteilen, sondern verbessert auch die Effizienz der gesamten Kette, von der Produktionszeit bis zur Leistung des Teils.
In diesem Fall entschied sich das Delta Racing Team, die Umlenkrolle aus einer Titanlegierung zu drucken, wodurch mehr als 60 % des Gewichts eingespart werden konnten. Das Gewicht wurde von 240 g auf 91 g pro Teil reduziert, was für den Rennwagen rund 600 g weniger bedeutet. Darüber hinaus bietet die additive Fertigung dem Team maximale geometrische Gestaltungsfreiheit und durch den geringeren Materialverbrauch können die Kosten oft sogar deutlich gesenkt werden.
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