Stampa 3D e compositi migliorano le performance nella Formula SAE

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La versatilità e le proprietà meccaniche dei componenti funzionali realizzati in compositi Windform per la stampa 3D, sviluppati dalla società italiana CRP Technology, sono ormai riconosciute da specialisti e addetti ai lavori. Uno degli ultimi esempi arriva dal mondo della Formula SAE.

“Da anni la giuria tecnica della Formula SAE mostra interesse per le parti realizzate da CRP USA per la nostra auto da corsa”, ha infatti dichiarato Luke Wooldridge, powertrain lead di UVic Formula Racing dell’Università di Victoria, Canada.

La partnership tra CRP USA e UVic Formula Racing è in corso da tempo e riguarda la produzione di diversi componenti “race-ready”, tra cui il volante e gli elementi del sistema di lubrificazione del motore, che sono diventati parte integrante della vettura da gara. Ma esaminiamo alcune di queste applicazioni più in dettaglio.

Vaschetta di raccolta dell’olio e dell’acqua

La partnership tra CRP USA e UVic Formula Racing ha dato vita negli anni a molte parti funzionali realizzate in composito tramite la tecnologia SLS

Il team di UVic ha progettato le nuove vaschette per la raccolta dell’olio e dell’acqua per integrarsi meglio con la struttura della scocca. Questi componenti sono stati realizzati in Windform SP, uno dei compositi rinforzati con fibre di carbonio della gamma Windform per la stampa 3D professionale.

Windform SP ha resistito particolarmente bene al calore elevato dell’olio e del refrigerante. “Nessun danno significativo è stato notato su entrambi i moduli con la temperatura del refrigerante dell’acqua che ha raggiunto all’incirca i 125°C e l’olio che ha raggiunto circa 150°C”, ha precisato Luke Wooldridge.

Volante

La squadra ha inoltre realizzato un nuovo frontalino per il volante, da utilizzare con pulsanti di controllo migliorati. Il frontalino è stato realizzato in Windform XT 2.0, un altro composito rinforzato con fibre di carbonio. “Abbiamo alcune stampanti interne, ma è impossibile paragonare i pezzi stampati da noi con questa parte realizzata in Windform”, ha aggiunto Wooldridge. “Era necessario che il frontalino avesse una resistenza al calore, all’impatto e alla luce solare diretta che solo Windform XT 2.0 ci ha garantito”.

Parti in Windform realizzate in passato e presenti sulla vettura attuale

Sempre in riferimento al gruppo propulsore della vettura da corsa, nel corso degli anni CRP USA ha supportato il team di UVic nello sviluppo e nella realizzazione di varie “iterazioni” della coppa dell’olio, ciascuna realizzata in Windform SP per la sua resistenza agli urti e alle alte temperature.

“La flessibilità del processo produttivo tramite stampa 3D ci ha permesso di realizzare una coppa dell’olio dall’altezza ridotta e di incorporare particolari antislittamento – come gli sportelli deflettori unidirezionali – direttamente nel pezzo stampato in 3D”, ha affermato Wooldridge.

La riduzione dell’altezza complessiva ha consentito al team di abbassare la posizione del motore nel telaio, distribuendo così più in basso il peso della vettura e migliorando le prestazioni dinamiche su pista. Inoltre, CRP USA ha stampato un raccoglitore dell’olio personalizzato da abbinare al design della coppa dell’olio, realizzato sempre in Windform SP.

Per quanto riguarda invece il volante, Luke Wooldridge ha spiegato che: “CRP USA ci ha aiutato immensamente con il volante, che è diventato un elemento centrale della nostra auto da corsa, soprattutto durante le presentazioni ufficiali, dove possiamo far passare di mano in mano il volante e spiegare l’esperienza sul campo”. Il corpo principale del volante è in Windform XT 2.0, mentre le impugnature sono state realizzate in elastomero termoplastico Windform RL.

Collettore d’aspirazione

Il collettore d’aspirazione fabbricato da CRP USA utilizzando Windform XT 2.0

Il collettore è stato costruito da CRP USA nel 2019 usando Windform XT 2.0. Da allora questo componente ha resistito incredibilmente bene, durando 4 stagioni.

“Durante la gara, il blocco motore ha raggiunto la temperature di 125°C e non abbiamo riscontrato distorsioni o deformazioni sulla superficie d’accoppiamento tra la testata del cilindro e il collettore”, ha spiegato Wooldridge. “Questa stabilità termica è fondamentale per l’affidabilità della vettura, in quanto qualsiasi deformazione su questa superficie potrebbe portare a una catastrofica perdita di aspirazione, che ci metterebbe fuori gara”. UVic Formula Racing ha recentemente riprogettato il collettore per renderlo più grande e poter contare su una geometria più ottimizzata per il flusso d’aria nel motore. Questo nuovo componente è stato costruito in Windform XT 2.0.

“Grazie alle capacità produttive di CRP USA, siamo stati in grado di aumentare drasticamente le dimensioni complessive, da un volume di 1,41 litri a 4,24 litri, pur mantenendo la necessaria risoluzione di stampa per le superfici di tenuta e per montare il sensore direttamente nel collettore, senza bisogno d’intervenire in post produzione”, ha concluso Luke Wooldridge. “Questo collettore più ampio ci ha permesso di passare da canali di aspirazione curvi a canali dritti, migliorando l’efficienza del flusso d’aria del 100% durante la simulazione”. Si prevede di rendere operativo il nuovo impianto nelle prossime settimane.


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