雷諾F1車隊：2臺SLA、3臺SLS 3D打印機(jī)，3D Systems助力賽車研發(fā)提速

3D打印技術(shù)是如何成為賽車研發(fā)利器的？南極熊從雷諾F1車隊與3D Systems的合作中找到了答案。在賽車性能不斷接近極限的今天，如何進(jìn)一步提高？3D打印來重新設(shè)計和制造部件是個不錯的選擇。

在這樣的一場跨界合作中，目前已經(jīng)取得了如下成果：

1、一小隊工程師一周內(nèi)制作出數(shù)百個風(fēng)洞試驗用的部件

2、使用3D Systems的SLA和SLS打印技術(shù)，數(shù)小時內(nèi)即可制作出復(fù)雜的汽車部件，而傳統(tǒng)手段則需要數(shù)周

3、通過3D打印的熔模鑄造原型來進(jìn)行更多的部件創(chuàng)新設(shè)計

4、通過對精密夾具和固定裝置的設(shè)計和制作，獲得更好的裝配質(zhì)量，傳統(tǒng)手段制作需要耗費(fèi)大量時間，甚至根本無法制作

5、用于測試和汽車使用的3D打印部件開創(chuàng)了新方式

對于一級方程式賽車來說，不懈的創(chuàng)新就是其動力源泉。團(tuán)隊不知疲倦地工作就是為了比賽時達(dá)到巔峰表現(xiàn)，這也是雷諾F1車隊的核心精神。車隊能否達(dá)成目標(biāo)的關(guān)鍵就是：團(tuán)隊對車輛性能提升的執(zhí)著追求精神以及技術(shù)合作伙伴的能力。

雷諾F1車隊的技術(shù)總監(jiān)尼克·切斯特表示：“通過一場又一場比賽，經(jīng)過研發(fā)和模擬實(shí)驗的嚴(yán)苛測試選擇，由復(fù)雜的復(fù)合材料和宇航合金制成的車輛零部件讓我們看到了曙光。在賽季末，我們希望賽車可以比之前每秒多轉(zhuǎn)一圈，這對我們的技術(shù)合作伙伴來說是非常苛刻的要求。但我們不能接受無法為我們帶來車輛性能提升的合作伙伴�！�

最終雷諾F1車隊與國際3D打印巨頭3D Systems公司達(dá)成了合作，據(jù)南極熊了解，持續(xù)創(chuàng)新、積極協(xié)作和豐富的3D打印經(jīng)驗是雷諾車隊選擇3D Systems的一大原因。

其實(shí)，位于英國恩斯通的雷諾車隊自1998年始，就開始在其核心操作中使用3D Systems的技術(shù)。作為3D打印原型的早期使用者，車隊使用3D打印也是基于3D打印技術(shù)的發(fā)展軌跡。早期主要使用在功能與擬合設(shè)計驗證上以及用于精確裝配的夾具及固定裝置制作。

隨著合作的不斷加深，3D Systems的應(yīng)用工程師幫助雷諾車隊更深入的運(yùn)用3D打印技術(shù)。車隊能夠有能力進(jìn)行風(fēng)洞試驗，對于雙方的合作及通過3D打印熔模鑄造對汽車零部件進(jìn)行創(chuàng)新也有積極的影響。

技術(shù)總監(jiān)切斯特表示：“雷諾車隊從3D Systems收到的支持也是隨著其技術(shù)的進(jìn)步不斷變化的，如果我們回顧之前，你可以發(fā)現(xiàn)，隨著材料性能的提升，車隊已經(jīng)將3D打印的應(yīng)用拓展到了更多的工程領(lǐng)域。每年通過3D打印的汽車部件數(shù)量逐年增多，就設(shè)計多功能性、減少生產(chǎn)時間和降低成本方面而言，對于車隊來說，獲益良多。”

3D打印的熔模鑄造原型幫助更快獲取大型復(fù)雜金屬部件

雷諾車隊最近使用到的3D Systems設(shè)備包括2臺SLA打印機(jī)和3臺選擇性激光燒結(jié)SLS打印機(jī)。材料涉及到：制作夾具&固定裝置、液體流動裝置、熔模鑄造原型所用的Accura材料；制作風(fēng)洞試驗部件所用的DuraForm PA材料；制作汽車自身部件如電箱和冷卻道所用的DuraForm GF材料。

從匹配材料到通過更優(yōu)設(shè)計提升效率，雙方的合作驅(qū)動了賽場上更卓越的表現(xiàn)。

-- 追逐速度的腳步從未停止 --

每年，雷諾車隊設(shè)計制造一輛新賽車來響應(yīng)比賽規(guī)則的變化，這也是他們不斷推陳出新的規(guī)律，旨在提升汽車性能。例如，賽車規(guī)則的變化將帶來諸多挑戰(zhàn)，2017賽季更新包括更大更重的輪胎、更寬的前翼、更低更寬的后翼和更高的擴(kuò)散器，這也就是說，2016賽季用的部件無法在2017賽季使用。

一旦賽季開始，壓力就會持續(xù)升級：有時候只有短短的一周可以用來進(jìn)行部件的工程變更。從專用賽道到街道賽，每場比賽給工程師們都帶來了結(jié)構(gòu)、氣候以賽道類型上的各種巨大挑戰(zhàn)。

SLA 3D打印技術(shù)使雷諾車隊能夠快速響應(yīng)工程變更

-- 快速驗證設(shè)計 --
從一開始，3D打印原型就已被證明在制造緊湊的賽車內(nèi)部零件方面是非常有用的。雷諾車隊很快就看到了3D打印在擬合和功能測試領(lǐng)域的潛力，因為他們注意到3D Systems的設(shè)備可以制作極復(fù)雜的部件。意識到了這些，他們開始更多的利用3D打印技術(shù)，逐漸從快速原型延伸到風(fēng)洞模型制造。

華納提到：“在風(fēng)洞試驗中，空氣動力學(xué)是一門實(shí)證科學(xué)，我們通過設(shè)計和對比新概念，從中選擇設(shè)計方向。比對和評估的設(shè)計概念越多，我們贏得勝利的幾率就越大�！耙勒詹考�質(zhì)量、設(shè)備運(yùn)行時間和產(chǎn)量，3D Systems的SLA設(shè)備對于車隊所需的生產(chǎn)力來說是一大福音。

-- 通過風(fēng)洞試驗的發(fā)展驅(qū)動動力學(xué)的發(fā)展 --
雷諾車隊的空氣動力學(xué)部門近年來顯著成長，迄今已有120位空氣動力學(xué)家、風(fēng)洞技術(shù)人員和模型塑造師。華納表示這很大部分也是因為使用了3D打印技術(shù)。他將復(fù)雜的內(nèi)流道技術(shù)引入到風(fēng)洞測試模型的設(shè)計中，這是3D Systems技術(shù)帶來的一個重要影響也是獲取更多壓力讀數(shù)的機(jī)會。

通過金屬打印助力汽車部件的創(chuàng)新探索

華納說到：“風(fēng)洞試驗中的車輛模型處于一個復(fù)雜的壓力傳感網(wǎng)絡(luò)。在沒有使用SLA技術(shù)前，還需要通過鉆孔的方式將金屬和碳纖維組件定位。如今我們能夠制作內(nèi)部具有復(fù)雜流道的實(shí)體，徹底提升了放置更多傳感器的能力。這就像一個空氣動力學(xué)家的夢想成真了�！�

華納估計單風(fēng)洞試驗每周就需要600個3D打印部件，由先進(jìn)數(shù)字制造（ADM）的工程師5人團(tuán)隊完成。

華納表示：“我們不能按照慣例行事。”

“我們需要一家面面俱到的公司來滿足我們的需求。3D Systems可以提供一站式服務(wù)。我們可以得到想要的設(shè)備、材料和應(yīng)用工程師們所具有的專業(yè)知識�！�

-- 汽車部件的制造速度和精度 --
就生產(chǎn)力和效率而言，3D打印已經(jīng)顯著提升了雷諾車隊?wèi)?yīng)對不同比賽環(huán)境的能力。使用了SLA和SLS技術(shù)，復(fù)雜的夾具與固定裝置、液體流動裝置和汽車零部件數(shù)小時就能制作出來，不再需要數(shù)周。這使3D打印技術(shù)成為一級方程式賽車的理想選擇。

除了在風(fēng)洞試驗中測試了大量汽車部件，雷諾車隊還直接制作一些汽車部件。雷諾車隊的首席運(yùn)營官羅伯·懷特提到：”3D Systems的技術(shù)為我們提供了一個新的有效率的流程，讓我們縮短了制作時間并降低了成本，為團(tuán)隊增加了巨大的價值。一方面，我們?yōu)榭梢詫ν�一部件在風(fēng)洞試驗中進(jìn)行數(shù)次迭代而激動不已，另一方面，我們也注意每年有更多的燒結(jié)部件被用于實(shí)際車輛制造中�！�

3D 打印幫助車隊制作的部件，更輕質(zhì)且提升速度和燃油效率，與此同時還能作為準(zhǔn)確流動測試，另外提升發(fā)動機(jī)性能和減少磨損不在話下。一旦設(shè)計完成，樣件數(shù)據(jù)和所選擇的材料就會通過ADM部門進(jìn)行制作。使用SLA和SLS技術(shù)，制造復(fù)雜汽車部件的效率遠(yuǎn)勝從前。

SLA原型在制作如變速箱和懸掛部件的應(yīng)用上也越來越普遍，因此車隊工程師的設(shè)計創(chuàng)造更不受局限。SLA工藝精度很高，這不但在生產(chǎn)原型的時候節(jié)省大量時間，在后期加工的時候也節(jié)省不少時間。

-- 賽車研發(fā)新方式 --
3D Systems技術(shù)的優(yōu)勢、經(jīng)驗和服務(wù)與雷諾車隊的重要任務(wù)緊密連結(jié)，包括創(chuàng)新、生產(chǎn)力優(yōu)化、準(zhǔn)度和精度提升。對于雷諾車隊的首席技術(shù)官鮑勃·貝爾來說，3D Systems不只是技術(shù)供應(yīng)商，車隊與3D Systems之間有著良好的合作伙伴關(guān)系，并將共同探索3D打印巨大的潛力。
“我們和3D Systems之間的合作讓我們在過去20年生產(chǎn)力更高，也更有效率。3D打印開辟了新的生產(chǎn)途徑，我相信未來會更好�！�

來源：3D Systems