フォードは3DプリントされたF1レース用部品の航空宇宙グレードのテストを実施

1903年に設立された世界的な自動車メーカー、フォード・モーター・カンパニーは、20年ぶりにF1に参戦する準備を進めている。公式レースは2026年まで開始されないが、レッドブル・レーシングのF1パワーユニットのエンジニアリング部門であるレッドブル・パワートレインとの提携を通じて開発作業は順調に進んでいる。

フォードの積層造形研究所は、航空宇宙産業から借用したテスト方法を使用して、1,000 個を超える 3D プリント部品を製造しました。
バッテリーやその他のシステム用の冷却プレートを含むこれらの3Dプリント部品の一部は、フォードが今後のレースシーズンに向けて開発している内燃機関およびハイブリッド技術に使用される予定です。エンジニアは、高ストレス条件に対応する部品を設計するために、同社の 1 世紀にわたる製造の専門知識を頼りにしています。バッテリー開発チームから熱システムの専門家まで、部門横断的なサポートにより、各設計を改善するための重要な知識が提供されます。
効果的なテストプロトコルは、付加製造と実際のパフォーマンスの間のギャップを埋めます。フォードの付加製造チームは、3D スキャンを使用して機械的強度、剛性、正確な形状を測定します。その後、非破壊評価の専門家が X 線と CT スキャンを使用してデジタルモデルを作成し、従来の検査ツールでは確認できない内部構造を明らかにします。
各コンポーネントは製品開発センターの計測研究所でさらに検査され、最終検査で寸法精度が確認されます。フォードとレッドブル・パワートレインとの付加製造パートナーシップの責任者であるキース・フェレル氏は、すべてのステップでレース用部品が高速と高温に耐えられることを保証していると指摘した。「我々は、このプロジェクトを支援するために、これらの専門分野を持つフォードの全チームと連携しています」とハートリッヒ氏は付け加え、フォードのF1への取り組みの背後にある広範なコラボレーションを強調した。
新しい部品の多くは、留め具のような単純な部品以上のものです。「これらは、ナットやボルトのような単純な部品ではありません」と、フォード・パフォーマンス・レーシングのパワートレイン・マネージャー、クリスチャン・ハートリッヒ氏は語る。「これらは、平均時速200マイルのレースに耐えられるように、極限までテストされた複雑な金属およびポリマー部品です。」
△ 3D プリントされた自動車用金属部品のレーステストから得られた教訓が、フォードの消費者向け車両ラインナップの改善につながりました。 F-150 プログラムのエンジニアは最近、ヘッドライトの接着剤のあふれの問題を発見しました。これは、従来の検査方法でも何ヶ月も解決されなかった、見つけるのが難しい欠陥です。非破壊エンジニアリングチームは、レーシングコンポーネントに適合した高度なスキャン手順を使用して、1 日以内に問題を正確に特定し、コストのかかる修理や顧客からの苦情を回避しました。
△フォード・パフォーマンスとレッドブル・パワートレインが新たなコラボレーションを開始。写真提供：フォード。
F1 レースのパフォーマンス向上における 3D プリントの役割<br /> 英国のF1チーム、マクラーレン・レーシングは現在、5台のStratasys SLA 3Dプリンターを使用して、年間最大9,000個の3Dプリント部品を生産しています。これらの機械は、フロントおよびリアのウィングアセンブリ、サイドボディ、スケール風洞モデルを製造します。風洞試験は空気力学を改善するために依然として重要であり、マクラーレンの付加製造チームは、3D プリントによって部品の製造時間が大幅に短縮されたと報告しています。
F1史上最も成功したチームであるフェラーリは、空力およびパワートレインの用途に3Dプリントを活用しています。エンジニアは、3D プリントされたセンサーブラケットを使用してフロントウィングのパフォーマンスを分析し、レーザー車高センサーを保持してレース条件下での動きを測定します。ブラケットは、選択的レーザー焼結法 (SLS) またはマルチジェットフュージョン (MJF) という 2 つの付加製造プロセスを使用してナイロンベースのポリマーから製造され、耐衝撃性があり細部までこだわった部品を製造できます。
△ 2022年型フェラーリF1カーのフロントに取り付けられた3Dプリントセンサーブラケット。写真はアンドリュー・カニンガムによるものです。

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