采访：BWT Alpine F1车队的制造经理谈论3D打印在赛车中的应用！

导读：在F1赛车比赛中，成败就在分秒之间。在这项追求速度的比赛中，各个团队都需提高软实力和硬实力从而不断追求极限，追求胜利和冠军。虽然人们一直认为3D打印技术对赛车整改或制造至关重要，但由于赛车比赛的竞争性质，3D打印如何应用于赛车？如何提高赛车性能？一直是个“未解之谜”。

2022年5月，南极熊获悉，一家外媒对BWT Alpine F1 车队的先进数字制造经理Pat Warner进行了采访，揭开了3D打印应用于赛车比赛中的神秘面纱。该车队早在2021年6月就透露，它使用3D Systems 的 Accura Composite PIV创建了可用于风洞测试的零件模型。不仅如此，其先进数字制造经理 Pat Warner此次接受采访，指出3D打印技术已经广泛用于赛车领域了，3D打印能做到的事情远比你能想到的多。

Warner 透露：“您在风洞中看到的一级方程式赛车上可能有70%的车身是SLA 3D打印的。除了前翼主飞机或后翼襟翼，其他零部件都可以通过3D打印进行制造。如果SLA制作出的零部件的性能达不到要求，可以在零件上进行金属涂层的二次加工，使其更坚固。我们的大部分迭代测试都是使用SLA进行的。我们还使用选择性激光烧结 (SLS)进行零部件制造，我们有一台3D Systems Figure 4机器，用于制造模具工具等。”


△BWT Alpine F1 车队的一辆赛车在迈阿密一级方程式大奖赛的维修站中。图片来自 BWT Alpine F1 车队。

3D打印助力赛车
BTW Alpine F1并不吝啬分享自己3D打印的经验，Warner非常友好地接受了外媒的采访，推动了3D打印技术在赛车领域的发展。在1998 年后的三年间，这支队伍更名为 Benetton。团队出于好奇购买了一台SLA机器，Benetton通随后委托年轻的Warner为其发展提供帮助。 接受采访时，Warner回忆起梅赛德斯 AMG Petronas F1 车队的首席技术官 James Allison，他当时是Benetton的空气动力学家，曾说过“SLA 在风洞中没有立足之地”。但从那以后，Warner却充分发挥了3D打印的制造能力，每周生产 450-600 个零件。 Warner 解释说：“3D 打印的主要好处是能够一次完成多个零件的制造，在 SLA 机器上，用户可以在打印尽可能多的部件，甚至可以制作任何形状的零件。它还帮助减轻了用于制造赛车的机器的制造负担。”

3D 打印可以应用的另一个领域是粒子图像测速 (PIV) 数据收集，这是一种使用激光评估给定物体上的粒子流动的过程。Warner 表示，利用 3D Systems 的 Accura Composite PIV 材料，他的团队现在能够克服背景和粒子反射问题，这些问题通常会影响结果数据的质量。Warner在项目揭幕时表示：“3D Systems的应用工程师的深厚专业知识和行业领先的解决方案一直是我们创新团队最看重的部分，我们合作共同开发 Accura Composite PIV 并进行应用测试，着实令人感到兴奋。由于该材料独特的光学特性，我们现在正在从风洞中的PIV系统收集更可靠的数据。”


△使用 3D Systems 的 Accura Composite PIV 材料 3D 打印的零件。图片来自 3D Systems。

制造最终用途的F1组件：面临问题
BWT Alpine F1车队现在也在利用3D打印技术制造最终用途的零件。根据Warner的说法，为车队冷却的鼓风机是通过3D打印制造的，用于插入它们的适配器以及在比赛中途进站时的车轮螺母枪的框架也是通过3D打印制造的。 然而，在金属3D打印方面，Warner对该技术已准备好生产最终用途的F1组件并不乐观。他提到最近在 Aston Martin Aramco Cognizant和 McLaren Racing 进行的一些测试，表示缺乏培训可能会使用户处于危险之中。已经发生了几场小火灾，整体情况不太好。Warner还指出，对材料和工艺进行鉴定所需的时间是3D打印技术在F1中广泛使用的障碍。


△阿尔法罗密欧 C41 一级方程式赛车的 3D 打印底盘插件示意图。图片来自增材工业。

F1中还有哪些地方使用了3D打印？
●Williams Racing上赛季与Nexa3D合作，利用该公司的高速NXE400 3D 打印机生产功能性一级方程式风洞部件。


△Williams Racing 已经使用 NXE400 3D 打印了许多风洞部件。照片来自威廉姆斯赛车。


●自 2017 年以来，迈凯伦赛车队一直在使用3D 打印赛道进行工具和原型制作。该团队与 Stratasys 建立了长期合作伙伴关系，多年来一直在制造各种不同的模型和按需备件，包括刹车冷却管、尾翼襟翼等。


△在巴塞罗那赛道进行 F1 测试。照片来自 Stratasys。

●尽管Warner对金属3D打印表示担忧，但阿尔法罗密欧 F1 团队ORLEN继续与Additive Industries合作，为F1 赛车3D打印关键部件。例如用于将结构部件和“C41”赛车固定在一起的悬架底盘插件。  


△Alfa Romeo F1 Team ORLEN 2022 赛车具有 150 个 Additive Industries-3D 打印部件。图片来自阿尔法罗密欧 F1 车队 ORLEN