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超短時(shí)間內(nèi)交付賽車終端零件Stratasys為NASCAR“解除高溫預(yù)警”

2022-10-11

在測(cè)試新設(shè)計(jì)的Next Gen賽車原型時(shí)，NASCAR車手報(bào)告稱，汽車駕駛艙內(nèi)溫度極高，賽車手體感極度不適。比賽時(shí)，車手均身穿阻燃服、佩戴頭盔，因此發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的額外熱量或環(huán)境高溫度會(huì)進(jìn)一步加劇車手的不適。

NASCAR需要尋找到一種解決方案，既能使賽車內(nèi)部降溫，又能滿足對(duì)溫度和耐用性的要求，同時(shí)還能以具有競爭力的單價(jià)生產(chǎn)數(shù)千個(gè)零件。該解決方案不可以對(duì)Next Gen賽車的設(shè)計(jì)進(jìn)行任何修改，這類賽車已經(jīng)歷近三年的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā)以及59,500公里的測(cè)試。

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距離賽季僅剩幾個(gè)月，NASCAR急需一種解決方案，能夠在幾周內(nèi)完成高性能生產(chǎn)級(jí)零件的制造，而不耽誤比賽。NASCAR工程師因而將目光投向了增材制造。

為加強(qiáng)賽車內(nèi)部的空氣流通，NASCAR的高級(jí)設(shè)計(jì)工程師Tim Murphy設(shè)計(jì)出一種通風(fēng)管道，可直接安裝在賽車的擋風(fēng)玻璃上，消除可能影響賽車速度的阻力。Murphy設(shè)計(jì)的氣流組件安裝在汽車的擋風(fēng)玻璃上，與進(jìn)氣口對(duì)齊，可以引入空氣，并將空氣傳送至車手的胸部和腿部，給他們降溫。

Murphy深知Stratasys在3D打印方面的專業(yè)，他直接聯(lián)系了Stratasys Direct Manufacturing，想要尋找具有出色性能表現(xiàn)和滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的增材制造技術(shù)和材料。

Stratasys Direct需要找到一種解決方案，可承受高溫和惡劣的比賽條件，抵擋高達(dá)321公里/小時(shí)的風(fēng)速以及燃料廢氣的排放。

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Stratasys和NASCAR合作提出解決方案

Stratasys Direct Manufacturing的工程師在測(cè)試過多種方案后，推薦NASCAR采用由SAF技術(shù)驅(qū)動(dòng)的Stratasys H350? 3D打印機(jī)。SAF是為生產(chǎn)而生的技術(shù)，能以最快、最低成本的方式將CAD文件轉(zhuǎn)化成高性能生產(chǎn)級(jí)零件。

Stratasys H350打印機(jī)使用可持續(xù)材料High Yield PA11，提取自蓖麻油，能夠滿足NASCAR要求的所有特性。

PA11制成的零件擁有高度的抗沖擊性和耐用性，可實(shí)現(xiàn)最大的打印密度，同時(shí)保持零件的一致性。PA11提供生產(chǎn)級(jí)聚合物零件，可滿足大批量生產(chǎn)的需求，高嵌套密度可降低打印成本和時(shí)間。

Dymansion S上的零件已打印完成。

作為每一輛Next Gen賽車上都會(huì)使用的不可或缺的部件，空氣通風(fēng)裝置需要具備高度的精確度和可重復(fù)性，這批部件需要擁有相同的重量、外觀和尺寸，然后安裝在車隊(duì)的每一輛賽車上。

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NASCAR比賽中安裝有通風(fēng)管的Next Gen賽車

H350所使用的SAF技術(shù)保證了高水平的精確度、可重復(fù)性和表面效果。3D打印機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)滾軸將粉末層涂覆在打印床上，然后使用高吸收流體(HAF?)以映射零件層。貫穿的紅外線光線使得映射層在整個(gè)打印床上熔融，提供均勻的熱力環(huán)境，以確保零件的一致性。

打印完成后，對(duì)零件進(jìn)行清洗、拋光、染黑，并使用DyeMansion的S系統(tǒng)，通過聚合物噴砂對(duì)零件進(jìn)行非研磨噴丸處理，以獲得同質(zhì)半光澤表面。

零件設(shè)計(jì)師Tim Murphy在Next Gen賽車擋風(fēng)玻璃上安裝氣流管道。

“我們幫助NASCAR將3D打印原型轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用于高性能賽車的終端零件。”

——Pat Carey

Stratasys戰(zhàn)略發(fā)展部高級(jí)副總裁

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高品質(zhì)的終端零件

Stratasys Direct在2022年1月初開始制造3D打印零件，并在當(dāng)月晚些時(shí)候就運(yùn)送了第一批通風(fēng)管，共計(jì)60個(gè)，正好趕上2022年NASCAR Cup系列賽的比賽季。

這些零件使用H350打印而成，后進(jìn)行介質(zhì)拋光，使用DyeMansion Powershot C噴砂清洗，之后在DyeMansion的DM60上染黑，再用Powershot S進(jìn)行噴丸處理。在接下來的六個(gè)月里，Stratasys Direct打印并運(yùn)輸了650個(gè)用于Next Gen賽車的通風(fēng)組件。

NASCAR Next Gen賽車設(shè)計(jì)師Brandon Thomas手持3D打印的擋風(fēng)玻璃座艙通風(fēng)裝置。

NASCAR報(bào)告稱，通風(fēng)裝置降低了車內(nèi)溫度且增強(qiáng)了賽車性能，同時(shí)并未影響Next Gen賽車的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)。如今，每一支參加NASCAR Cup系列賽的車隊(duì)都在使用氣流通風(fēng)裝置。

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