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2023-07-20 【3D列印應用】偏佈各行各業的3D列印 - 用在賽車運動上 !
【3D列印應用】偏佈各行各業的3D列印 - 用在賽車運動上 !
本文的是次介紹來自荷蘭的車隊Van Amersfoort 使用 3D 列印來參加三級方程式和四級方程式賽車比賽 !
賽車運動一直是技術創新的發源地。這項運動中的工程師們夜以繼日地工作，與來自汽車、航空航天、數據分析等眾多領域的全球傑出創新者同台競技，以創造出更快、更強、更靈活的車輛。 Van Amersfoort 車隊也不例外。
這支荷蘭車隊同時參加三級方程式和四級方程式比賽，並多次贏得比賽和冠軍。它還幫助查爾斯-勒克萊爾（Charles Leclerc）和馬克斯-維斯塔潘（Max Verstappen）等頂尖車手為一級方程式做準備。但是，Van Amersfoort 車隊的成功並沒有阻止他們尋找新的方法，讓他們在競爭中真正處於領先地位。這就是車隊開始使用 3D 列印技術的原因。
在起跑線上
去年，在備戰 F3 地區方程式比賽時，Van Amersfoort Racing 採用了意大利著名製造商 Tatuus 提供的底盤，該製造商以其穩定性和增強的馬力而聞名。 一切看起來都很順利——除了路途中的一次小顛簸。"
Van Amersfoort 車隊三級方程式技術總監 Remco Advocaat 說："我們在周末比賽前兩週才收到賽車，賽車運到車間時，我們什麼工具都沒有。在短短兩週內，我們就需要為第一場比賽做好準備"。
三級方程式賽車必須經過完美的調校才能上賽道，這是一門精確的科學，十分之一秒的差距就能決定是登上冠軍領獎台和失敗的嚴重程度。因此，距離比賽日只有兩週時間，Van Amersfoort的處境十分艱難。
Van Amersfoort車隊的車庫
Remco 說："這正是快速成型技術給我們帶來很大幫助的地方，我們可以在兩天內製造出工具，這在以前的金屬製造中是做不到的。
通過使用 3D 列印機開發定制工具，該團隊能夠利用一切可能的時間對車輛進行微調。例如，他們製作了一個車尾校準工具，安裝在三級方程式賽車的尾燈上。這樣，機械師就可以準確地調整賽車的車輪，確保它們在賽道上調整得恰到好處。
線材兼容性
車尾校準工具使用碳棒，由拉伸的金屬線作為車輛中心點的基準。因此，準確定位這些碳棒極為重要。由於聚乳酸等標準材料的強度和剛度不夠，團隊開始嘗試使用 Clariant 生產的碳纖維增強材料。
"Remco 說："我們一直在使用傳統材料進行列印，但有了Ultimaker Clariant的碳纖維材料，就有了無限可能。 "我們現在能夠找到能夠承受極端工作環境的解決方案"。
Clariant PA6/66 20CF 是一種含有 20% 碳纖維的尼龍材料，具有完美的工作性能。由於 Ultimaker S5 使用的是開放式線材系統*，因此使用 Ultimaker CC 0.6 列印芯列印這種材料不成問題。
*開放式線材3D 列印機可使用符合機器參數的任何線材進行製造，這些線材來自各種材料供應商。這就為用戶提供了選擇適合其項目需求的線材的機會，同時還能選擇滿足其材料質量和成本要求的供應商。相比之下，封閉式線材 3D 列印機將用戶鎖定在有限的線材選擇上，這些線材通常由機器製造商提供。
Van Amersfoort 車隊使用 的3D 列印材料
Clariant 還為團隊提供了定制的 PET-G 線材。這種線材用於車尾校準工具的 "內部緩衝墊"，防止安裝工具時刮傷油漆。 PET-G 的熒光橙色與 Van Amersfoort Racing Formula 3 賽車上的貼花顏色一模一樣，使工具（如定制的側桿空氣吹風機）看起來光滑、專業，符合車隊的審美。
從觀眾到冠軍
在團隊工程師使用 Ultimaker S5 製作先進工具的同時，Van Amersfoort Racing 車隊的其他成員也開始看到 3D 列印的可能性。
"3D列印的理念在公司內部不斷發展，"Remco說。 "你經常可以看到機械師要求使用特定的3D列印工具。
3D列印技術使團隊能夠應對挑戰，並創造出以前難以實現的解決方案。例如，負責汽車前製動器的機械師創造了一個簡單的工具架，可以放在汽車的懸掛架上。現在，在進行維護時，車輛組裝所需的每一個工具或部件都可以直接看到，觸手可及。
3D 列印工具支架讓機械師能夠輕鬆使用工具
Van Amersfoort 車隊的逼真內部賽車模擬器也採用了這項技術。這些模擬器為駕駛員提供了熟悉賽道和賽車的機會，也為他們提供了適應”Halo” 的時間。”Halo”(光環) 是一種駕駛員安全保護系統，由環繞賽車駕駛艙的弧形桿組成，保護駕駛員的頭部。光環可以大大降低駕駛員受傷的機率，但同時也會影響他們的視野。
一個真正的光環大約需要 4000 歐元，而且難以用傳統製造方法複製。 Van Amersfoort 車隊使用 3D 列印機，用四個相對簡單的列印件製作了一個光環，然後將它們粘在一起並用碳纖維板包裹。這樣製作出的光環足夠堅固，可以用於模擬器，現在模擬器可以向駕駛員展示賽道的逼真景象。
前進之路
Van Amersfoort 車隊的工程師利用 3D 列印機製作的工具、夾具和固定裝置提高了工作效率，使車庫和維修站的生活更加輕鬆。團隊幾乎每天都在發現新的應用，利用 3D 列印和其他技術將賽車創新推向極限。
Remco 說："由於我們的 F3 和 F4 車隊規模龐大，3D 列印應用的數量非常巨大。我可以想像，汽車製造商等大公司可以利用3D列印技術生產出許多工具"。
由此可見，3D 列印用途廣泛偏佈各行各業，需求量亦會日益擴大。
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參考資料