3D-печать и мотогонки: когда важна каждая деталь | Шаблоны для сверления | Крепление подножки | Воздухозаборник | Результаты
Идея применения 3D-печати основана на ее технологических особенностях (таких, как возможность кастомизации и воспроизводимость объекта), позволяющих разрабатывать инновационные решения для создания гоночных мотоциклов. Мотогонки – высококонкурентная сфера, где даже мельчайшая деталь может повлиять на результат и привести вас к победе.
Андреа Пираццини, основатель и директор компании-провайдера 3D-услуг Help3D, страстно увлекается гонками и участвует в чемпионате Италии Velocità CNV Motoasi среди питбайков на топливе с октановым числом 100. По мнению Андреа (и мы полностью согласны с ним), преимуществом аддитивных технологий является возможность создавать уникальные формы из технических материалов – это именно то, что нужно для работы над прототипами и моделями гоночных мотоциклов.
Еще одно весомое преимущество 3D-печати, по словам Андреа, – многообразие материалов, которые можно использовать. Мир аддитивного производства постоянно развивается, и необходимо разрабатывать технические материалы с передовыми эксплуатационными характеристиками для создания более качественных и эффективных деталей. Именно поэтому 3D-печать можно применять в любом производственном процессе, рационализируя и оптимизируя создание прототипов.
Андреа уже использовал 3D-принтер Sharebot для печати пластиковых прототипов для гоночных мотоциклов и работал с командой Quarto di Litro из Университета Павии над деталями для концепт-байка.
![Прототип подножки, напечатанный на 3D принтере Sharebot](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2020.11.13 Sharebot motorcycle cases/cerchio.jpg)
Все детали были выполнены на 3D-принтерах Sharebot Q и Sharebot 42 (модифицированная версия – Sharebot 43). Это, например, вилка в сборе, состоящая из нескольких компонентов, которые были напечатаны на Sharebot 42 всего за 20 часов с использованием пластика PLA, или прокладки и звенья, изготовленные из термопластичного полиуретана (ТПУ). Выбор этих эластичных материалов обусловлен большой нагрузкой, которую они должны выдерживать. Напечатанная деталь подвергалась испытаниям, и в результате никаких проблем выявлено не было.
Один из наиболее интересных прототипов – корпус питбайка, напечатанный в масштабе 1:1 (23 часа работы). Благодаря 3D-печати Андреа Пираццини удалось с высочайшей точностью и разрешением воспроизвести каждую техническую и аэродинамическую деталь. Он также создал воздухозаборник и патрубок из высокопрочного полибутилентерефталата (ПБТ).
Эксперты iQB Technologies рекомендуют статью: Пластик творит чудеса: как 3D-принтер имитирует органы человека
3D-печать и мотогонки: когда важна каждая деталь
MotoGp — это Чемпионат мира по шоссейно-кольцевым мотогонкам, главное соревнование в своем классе. На мероприятии такого уровня важное значение имеет каждая деталь, а непрерывная оптимизация мотоцикла помогает гонщику пройти круг на несколько драгоценных десятых долей секунды быстрее.
![Обтекатель мотоцикла](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2020.11.13 Sharebot motorcycle cases/front-fit.jpg)
Мы привыкли думать, что для большей скорости достаточно только лучшего мотора, но на самом деле все не так просто. За последние несколько лет на MotoGp у мотоциклов появились аэродинамические крылья на передней части обтекателя: сначала считалось, что это просто красивый аксессуар, но с годами крылья стали основой аэродинамики мотоцикла, в особенности потому что они увеличивают прижимную силу, следовательно, и сцепление с асфальтом, а также уменьшают сопротивление движению во время ускорения.
Шаблоны для сверления
![Шаблон для сверления](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2020.11.13 Sharebot motorcycle cases/drilling-guide.jpg)
При подготовке к очередному сезону гонок известный итальянский производитель гоночных мотоциклов Aprilia, благодаря использованию 3D-принтеров Sharebot и технической поддержке компании Help3D, разработал шаблоны для сверления для переднего обтекателя мотоцикла. 3D-модели шаблона были созданы непосредственно из CAD-моделей обтекателя, а затем напечатаны с помощью принтеров Sharebot QXXL и Sharebot 42.
Такие шаблоны позволили выполнить отверстия с исключительной точностью, недостижимой при использовании классических методов создания шаблонов вручную. Надо отметить, что форма крыльев (из углепластика) адаптирована под обтекатель, поэтому важно, чтобы отверстия в корпусе обеспечивали плотное прилегание под идеальным углом.
Крепление подножки
![Прототип подножки, напечатанный на 3D принтере Sharebot]( https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2020.05.18 Sharebot review/sharebot-aprilia.jpg)
Не секрет, что гонщик на мотоцикле должен сидеть «как влитой». Дело не только в комфортной позе, но и в оптимизации аэродинамики гонщика на байке.
Подножка играет важнейшую роль в посадке мотоциклиста: она сильнее отведена назад и выше приподнята, чем в дорожном мотоцикле. Если она будет неправильного размера, то гонщик может чувствовать дискомфорт, и в таком положении ему будет неудобно.
3D-принтеры Sharebot позволили команде Aprilia Racing создать серию креплений подножки из PLA-пластика, чтобы понять, какая модель лучше всего подойдет для гонщиков команды. После анализа разных решений и подбора идеальной модели для каждого гонщика детали были изготовлены на фрезерном станке с ЧПУ.
Благодаря такому решению специалистам Aprilia удалось сократить время проектирования и, прежде всего, производственные затраты на каждую подножку, в то же время создав оптимальную модель для каждого гонщика.
Воздухозаборник
![Воздухозаборник](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2020.11.13 Sharebot motorcycle cases/airbox-reduction.jpg)
Производительность двигателя также очень сильно зависит от того, как и насколько эффективно он «дышит». Определение размеров воздухозаборника для MotoGp требует тщательного изучения потоков и турбулентности, создающихся внутри этой конструкции. При создании воздухозаборника используется легкое и сверхпрочное углеродное волокно. Недостатком является то, что для изготовления детали требуется пресс-форма: тонкие листы углеволокна, предварительно пропитанные эпоксидной смолой, укладываются в форму, а затем помещаются в автоклав для завершения процесса катализа и устранения пузырьков воздуха.
При подготовке к мотосезону команда Aprilia Racing создала серию прототипов редуктора из PLA-пластика на 3D-принтере Sharebot QXXL. Моделируя различные переходники и редукторы, технические специалисты спортивного подразделения смогли протестировать на испытательной установке разные объемы, начиная только с воздухозаборника.
Такой подход дал возможность определить оптимальную геометрию воздухозаборника без необходимости предварительно создавать пресс-форму и выслаивать углепластик, тем самым позволив сэкономить время и деньги. Напечатанный редуктор можно тестировать на стенде, просто заменяя одну модель другой, не снимая каждый раз воздухозаборник. После определения оптимальной геометрии была изготовлена одна финальная пресс-форма для создания воздухозаборника.
![Воздухозаборник](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2020.11.13 Sharebot motorcycle cases/airbox.jpg)
Результаты
Подведем итоги проектов 3D-печати с использованием FDM-принтеров Sharebot, которые позволили оптимизировать конструкцию и аэродинамику мотоциклов для Чемпионата мира MotoGp.
-
Шаблоны для сверления для переднего обтекателя: 3D-модели шаблона созданы напрямую из CAD-моделей обтекателя, затем напечатаны на 3D-принтерах. Такое решение позволило выполнить отверстия с исключительной точностью, которая недостижима при использовании традиционных методов.
-
Крепления подножки мотоцикла: из PLA-пластика напечатана серия деталей, чтобы выбрать наиболее подходящую для каждого из пилотов команды, затем конечные изделия произведены на фрезерном станке с ЧПУ.
-
Воздухозаборник: из PLA изготовлена серия прототипов редуктора для тестирования и определения оптимальной геометрии воздухозаборника. 3D-печать позволила обойтись без оснастки, по результатам тестирования изготовлена одна финальная пресс-форма.
Материал предоставлен компанией Sharebot
Статья опубликована 13.11.2020 , обновлена 11.06.2021