バッテリーシステムから車体構造部品まで、3Dプリントは電気レーシングカーの技術革新を加速します

出典: Yuanzhu Intelligent

2024年5月17日、シュトゥットガルト大学のレーシングチーム、レンチームは、学生フォーミュラの新シーズン（2024/25）に向けて新しい電気レーシングカーを発表しました。世界最大の工学コンテストであるフォーミュラスチューデントコンテストには、世界中のトップクラスの大学が参加します。レンチームは、2009年以来、フォーミュラ・スチューデント・シリーズに出場するために毎年新しい電気レーシングカーを設計・製造してきました。今シーズン、レンチームはグリーンチームと合併し、新たな姿とラインナップで旅を始め、無人運転カテゴリーに参入します。

△新型レーシングカー X0711-1
電動化に続き、スマートドライビングに代表される自動車の知能化の流れが徐々に主流になってきました。 INTAMSYSは、産業用FDM 3Dプリンティング技術を活用して自動車の電動化とインテリジェンス化を実現しており、2024年シーズンも引き続きレンチームをサポートし、技術競争力を強化することを厳粛に発表しました。

レンチームの今シーズン用の新しい電気レーシングカー X0711-1 は、製作に 7 か月かかり、ほぼすべてのコンポーネントが再設計され、改良されました。昨シーズンと比較して、今シーズンの新型レーシングカーに直接使用される3Dプリント部品の数は99個から160個に増加しました。これらの部品は、バッテリーシステム、電子動力システム、ブレーキシステム、および電動レーシングカーのボディやシャーシなどの主要構造をカバーしています。

Yuanzhu のインテリジェント 3D 印刷技術は、レーシングカーのカスタマイズされたソリューションに設計の柔軟性と自由度を提供し、オンデマンドで低コストかつ迅速に部品を印刷するとともに、軽量化、複雑な構造の成形、パフォーマンスの向上を効果的に支援します。

パフォーマンス重視の設計: 3D プリントがバッテリーシステムコンポーネントの設計を支援<br /> 電気レーシングカーのバッテリーシステムには、エネルギー密度や安全性能など、極めて高い性能要件が求められます。これらの厳しい要件を満たすために、レンチームチームはバッテリーシステムコンポーネントを慎重に設計しました。その中で、車両後部のバッテリー内にある Air Geo と呼ばれるコンポーネントが重要な役割を果たします。

Air Geo には、バッテリー表示灯から管理システムまで、さまざまなケーブル、リレー、ヒューズ、PCB が収められています。新しい2024年シーズンの車体サイズ要件を満たすために、チームはAir Geoを再設計し、リレーをPCBに取り付け、ケーブルを最小限に抑え、コンパクトさ、難燃性、高電圧コンポーネントと低電圧コンポーネントの分離を確保しました（FSG規制に準拠）。

これらの設計要件を満たすために、Rennteam は FUNMAT PRO 610HT 3D プリンターと PEI 1010 材料を使用して Air Geo を製造することを選択しました。 PEI 1010 は耐熱性、耐薬品性、引張強度に優れており、設計機能を完璧に実現し、バッテリーシステムの安全性と信頼性を確保します。

△ 2024年シーズン向けエアジオパーツ
3D プリントがレーシングカーにおける炭素繊維複合材の応用を再定義<br /> カーボンファイバーは、その高い比強度と軽量特性により、自動車や電気レーシングカーに広く使用されています。 Rennteam は、電気レーシングカーのカーボンファイバー構造の製造に 3D プリント技術を巧みに応用しています。炭素繊維構造を形作り、高温処理中に溶融するのを防ぐために、PEI 素材で作られた 3D プリント部品を使用しました。 PEIは強度と耐熱性が高く、高温・高圧の内部環境にも耐えることができます。

△ Yuanzhuインテリジェント3Dプリントパーツは、PEI素材の3Dプリントパーツをコア材料として、カーボンファイバーと結合してカーボンファイバー複合部品を形成し、車の内部に使用します。軽量で機械的強度の高い部品を迅速かつ低コストで金型なしで製造し、レーシングカーの設計に大きな可能性を提供します。

3Dプリント技術と組み合わせたトポロジー構造の最適化と軽量化を実現
FUNMAT PRO 610HT で印刷された PC 素材のサイドウィングガスケットは、車のサイドウィング構造において重要な役割を果たします。これらの部品はカーボンファイバーシェルに結合されており、フィンを固定するためのねじ付きインサートが含まれています。

△ 車内のサイドウイングスペーサーの位置図今シーズン、レンチームはウイングの空力形状の変化に適応するためにこれらのスペーサーを再設計しました。 Yuanzhu のインテリジェント 3D 印刷技術を使用して、トポロジー最適化を実行し、可能な限り軽量な形状を実現しました。最終的には、従来のCNCでは加工が難しい複雑な形状を、比強度の利点を活かしつつ実現し、車体のさらなる軽量化を実現しました。

△PC素材サイドウィングガスケット
無人運転プロジェクトの緊急ブレーキシステムの新しい設計を提供する<br /> 電気レーシングカーのブレーキシステムは、車両の安全運転にとって重要な構造の 1 つです。無人運転プロジェクトの特別なニーズを満たすために、Rennteam チームはブレーキシステムを革新しました。

彼らは圧縮空気を貯蔵する新しい方法を採用し、高圧空気を貯蔵するための特別な空気タンクを設計しました。ガスタンクブラケットは ABS 素材で作られており、FUNMAT PRO 610HT 3D 印刷技術を使用して製造されており、緊急ブレーキに対して信頼性の高い保護を提供します。

△電動レーシングカーのブレーキシステム部品を生産するYuanzhu Intelligentは、自動車業界に深く関わり、産業用FDM 3Dプリント技術でこの分野のイノベーターに強力なサポートを提供しています。レンチームが今シーズンの競技で素晴らしい成績を収め、電気自動車レースと自動運転の分野で技術革新をリードし続けることを期待しています。

△シュトゥットガルト大学が今シーズンの新型レーシングカーを展示

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