Entrevista: Pat Warner d’Alpine ofereix una visió única del món secret de la impressió 3D a la Fórmula 1


En el món de gran octanatge de la Fórmula 1, les fraccions de segon poden significar la diferència entre l’èxit i el fracàs, per la qual cosa els seus equips porten els límits tecnològics de l’esport al límit absolut a la recerca de victòries i campionats.

No obstant això, tot i que fa temps que s’ha suposat que la impressió 3D és vital per a la iteració del cotxe que se segueix, la naturalesa competitiva de la F1 significa que moltes de les seves aplicacions reals continuen envoltades de misteri. Un equip que ha començat a trencar aquest motlle és el Equip BWT Alpine F1que va revelar el juny de 2021 que utilitza Accura Composite PIV de 3D Systems crear models de peces aerodinàmiques per a proves en túnel de vent.

En aquell moment, la divulgació va proporcionar una visió única del potencial de la tecnologia en els esports de motor, però ara fent un pas més enllà l’enfocament obert de l’equip, el seu director de fabricació digital avançada, Pat Warner, ha dit a la indústria d’impressió 3D que en realitat desplega la impressió 3D de manera més àmplia del que molts es pensen. .

“Probablement el 70% de la carrosseria que podeu veure en un cotxe de Fórmula 1 en un túnel de vent està impresa en 3D SLA”, revela Warner. “No podem imprimir coses com els avions principals de l’ala davantera o les aletes posteriors, però pràcticament tota la resta està oberta. Si no és prou fort en SLA, podem fer un procés secundari de recobriment metàl·lic, que el fa molt més fort. Per tant, la majoria de les nostres proves d’iteració es realitzen amb SLA”.

“També fem servir la sinterització selectiva per làser (SLS) per fer-ne una còpia de seguretat”, va afegir. “Tenim un sistema 3D Figura 4 màquina, que fa eines de motlle i les polaines de goma per a les cobertes de suspensió. Així que el costat additiu, fa que la major part del que entra al túnel de vent”.

Un dels cotxes del BWT Alpine F1 Team als boxes del GP de Fórmula 1 de Miami.
Un dels cotxes del BWT Alpine F1 Team als boxes del GP de Fórmula 1 de Miami. Foto a través de l’equip BWT Alpine F1.

De Benetton a BWT Alpine F1

Fidel a la seva paraula que BTW Alpine F1 “s’enorgulleix de ser oberta”, Warner té l’amabilitat de començar la nostra entrevista al principi de l’adopció de la impressió 3D per part de l’equip. L’any 1998, l’equip estava sota una propietat diferent i es coneixeria com a Benetton durant tres anys més. Després d’haver comprat una màquina SLA per curiositat, Benetton va acusar a un jove Warner de trobar-hi aplicacions de F1.

Mirant enrere, Warner recorda com Mercedes AMG Petronas F1 Team El CTO James Allison, que aleshores era aerodinàmic a Benetton, va dir que “SLA no tenia lloc al túnel de vent”. Des d’aleshores, l’Advanced Digital Manufacturing Manager diu que el seu equip (com molts altres a la graella) ha desenvolupat considerablement les seves capacitats d’impressió 3D, “utilitzant-la molt” per crear 450-600 peces per setmana.

“El principal benefici [of 3D printing] és la capacitat de fer més d’una part alhora”, explica Warner. “En una màquina SLA, podeu imprimir tants com pugueu cabre al llit. Podeu fer qualsevol forma estranya que us agradi, que s’adapti perfectament als aerodinàmics. També disminueix la “cua de producció” de les màquines que s’utilitzen per fabricar un cotxe de carreres, especialment a l’hivern quan estem fent panells de carrosseria/xassís nous”.

Una àrea en què la impressió 3D ha demostrat ser especialment útil és la recollida de dades de la Velocimetria d’Imatge de Partícules (PIV), un procés en què s’utilitza un làser per avaluar el flux de partícules sobre un objecte determinat. Aprofitant el material PIV Accura Composite de 3D Systems, Warner diu que el seu equip ara és capaç de superar el problema dels reflexos de fons i partícules, reptes que poden afectar la qualitat de les dades resultants.

“La profunda experiència dels seus enginyers d’aplicacions i les seves solucions líders en el sector han estat una part inestimable del nostre equip d’innovació”, va dir Warner quan es va presentar el projecte. “Ha estat emocionant desenvolupar conjuntament Accura Composite PIV i veure els beneficis que aporta al nostre procés. A causa de les característiques òptiques úniques del material, ara estem recopilant dades més fiables del nostre sistema PIV al túnel de vent”.

Una part impresa en 3D amb el nou material Accura Composite PIV de 3D Systems.  Imatge a través de sistemes 3D.
Una part impresa en 3D a partir del material PIV Accura Composite de 3D Systems. Imatge a través de sistemes 3D.

Atenció a les aplicacions F1 d’ús final

En la seva iteració actual, córrer sota el Renault-propietat alpí marca, l’equip BWT Alpine F1 també utilitza la impressió 3D en tot tipus d’aplicacions d’ús final. Segons Warner, els bufadors solien refredar els cotxes de l’equip quan estan estacionats es fabriquen additivament, com també ho són els adaptadors que s’utilitzen per connectar-los i els marcs de les pistoles de rosca de les rodes desplegades durant les parades a boxes a mitja cursa.

Tanmateix, pel que fa a la impressió 3D de metall, Warner és menys optimista que la tecnologia estigui preparada per produir components F1 d’ús final. Al·ludint a algunes proves recents realitzades pels seus números contraris a la Aston Martin Aramco Cognizant i McLaren Racing equips, l’Advanced Digital Manufacturing Manager arriba fins i tot a suggerir que la manca de formació pot posar en perill els usuaris.

“McLaren va fer un bon treball de gairebé volar algú”, al·lega Warner. “Eren uns primers en adoptar SLS i se’n van desfer força ràpidament quan gairebé van enderrocar les seves instal·lacions. No són les úniques persones que fan això, Aston Martin ha fet el mateix”.

“Suposadament, hi va haver un petit incendi a Aston Martin fa uns mesos”, va afegir. “Bé, no va ser un petit incendi, va ser una gran explosió que va arrasar part d’una paret exterior. Així que us dic que heu de pensar-hi i assegurar-vos que ho feu correctament”.

Warner també cita el temps necessari per qualificar materials i processos com una barrera per a l’adopció de la tecnologia a la F1, i com que l’esport acaba d’acordar un límit pressupostari, diu que els equips desconfien d’invertir en “elefants blancs”. El que va fer que aquests obstacles siguin més fàcils de superar en les proves aerodinàmiques, diu Warner, és la naturalesa d’extrem a extrem de l’oferta de 3D Systems i l’experiència dels seus enginyers d’aplicacions.

“Sóc un gran fan d’una “vendilla única””, conclou Warner. “És el que m’agrada de 3D Systems, fem servir les seves màquines, tècnics de servei, recanvis i programari. El programari es va escriure per treballar en els seus sistemes utilitzant els seus materials, de manera que si cal, els enginyers poden venir a veure què ha fallat. Estem intentant combinar tots aquests trencaclosques per obtenir realment el resultat correcte”.

Un diagrama de l'Alfa Romeo C41 i les seves insercions de xassís impresos en 3D.
Un diagrama de les insercions del xassís impresos en 3D del cotxe de Fórmula 1 Alfa Romeo C41. Imatge via Additive Industries.

On més s’utilitza la impressió 3D a la F1?

Tot i que l’abast total de l’adopció de la impressió 3D a la F1 segueix sent un misteri, sabem d’algunes col·laboracions més que han vist la tecnologia desplegada en bon camí. Williams Racingper exemple, va treballar Nexa3D la temporada passada per produir peces funcionals del túnel de vent de Fórmula 1 aprofitant l’alta velocitat de l’empresa NXE400 Impressora 3D.

També s’entén que McLaren Racing ha utilitzat Impressió 3D al costat de la pista per a eines i prototipatge com a mínim des de l’any 2017. L’equip compta amb un associació de llarga durada amb Stratasysque l’ha vist fabricar diferents maquetes i peces de recanvi a demanda al llarg dels anys, inclosos conductes de refrigeració de frens, aletes posteriors i molt més.

Malgrat les preocupacions de Warner sobre la impressió 3D metàl·lica, Alfa Romeo F1 Team ORLEN segueix col·laborant amb Indústries additives a Imprimeix en 3D components crítics per al seu cotxe de F1. Tot i que el desafiador d’enguany presenta menys peces aerodinàmiques fabricades amb additius que l’anterior, ara es diu que més són estructurals, com ara les insercions del xassís de suspensió que s’utilitzen per subjectar el seu cotxe de carreres “C41”.

Per estar al dia de les últimes notícies d’impressió en 3D, no oblideu subscriure’s al Butlletí de la indústria de la impressió 3D o segueix-nos a Twitter o fent m’agrada a la nostra pàgina Facebook.

Per aprofundir en la fabricació additiva, ara us podeu subscriure al nostre Youtube canal, que inclou debats, debriefs i fotografies de la impressió 3D en acció.

Esteu buscant feina al sector de la fabricació additiva? Visita Treballs d’impressió 3D per a una selecció de rols en la indústria.

La imatge destacada mostra un dels cotxes de l’equip BWT Alpine F1 als boxes del GP de Fórmula 1 de Miami. Foto a través de l’equip BWT Alpine F1.