CRP USAは、最高150℃の温度に耐えられる3DプリントカーボンファイバーレーシングパーツをUVicに供給しています。

2023年9月4日、Antarctic Bearは、3Dプリント材料およびサービスプロバイダーのCRP USAがビクトリア大学UVic Formula SAEレーシングチームと提携し、3Dプリントカーボンファイバー充填レーシングパーツを開発していることを知りました。
両社は長期にわたる提携の一環として、ステアリングホイールや潤滑システム部品など、さまざまな不可欠な部品を生産しています。炭素繊維充填複合 Windform 材料は、レーザー焼結積層造形プロセスで使用され、3D プリント部品を製造します。
最近公開されたケーススタディで、両社は、Windform 素材を使用した 3D プリントにより、多機能で最適な機械的特性を持つ機能部品を製造できたと主張しています。
ビクトリア大学の UVic フォーミュラレーシングのパワートレイン責任者、ルークウールドリッジ氏は次のようにコメントしています。「CRP USA が 3D プリントするすべてのコンポーネントの耐久性は驚異的です。正直なところ、トラック上ではかなり酷使しますが、それでも性能は変わりません。たとえば、今年のテスト中に交通コーンに激突したのですが、フロントウィングをシャーシに固定しているネジが折れ、アルミニウムの取り付けアームが曲がってしまいましたが、反対側に取り付けられている Windform XT 2.0 ウィングインサートは損傷しませんでした。」
△ビクトリア大学SAEフォーミュラワンレーシングカー。写真提供：Formula Victoria。
3D プリントされたレーシングカーの部品<br /> 注目すべきコンポーネントの 1 つは、シャーシパッケージとの統合性を高めるためにチームが新たに設計したオイルおよび水収集タンクです。部品は、Windform のプロフェッショナル 3D 印刷材料シリーズの炭素繊維入り複合材料である Windform SP から 3D 印刷されました。
Windform SP パーツは、こぼれたオイルや冷却剤による高温に非常によく耐えると言われています。「冷却水の温度が約125℃、オイルの温度が約150℃に達したとき、どちらのモジュールにも重大な損傷は見られませんでした」とウールリッジ氏は説明した。
もう一つの炭素繊維入り複合材料である Windform XT 2.0 は、改良されたドライバー制御スイッチを組み込んだ新しいステアリングホイールパネルの 3D プリントに使用されました。ウールドリッジ氏は次のように付け加えた。「Windform XT 2.0 は、はるかに優れた完成度の高い部品を提供します。これまで社内で作成したどのプリントも、部品に必要な耐熱性、耐衝撃性、耐日光性を備えていませんでした。」
ステアリングホイール本体は Windform XT 2.0 を使用して 3D プリントされ、ハンドルは Windform ファミリーの材料の熱可塑性エラストマーである Windform RL を使用して製造されます。
△ 3Dプリントされた集水タンク。写真提供：CRP USA。
レースカーのパワートレインに関しては、CRP USA は近年 UVic チームと協力して、オイルパンの複数のバージョンを開発してきました。各イテレーションは、耐衝撃性と耐熱性を備えた Windform SP で製造されています。
さらに、ウールドリッジ氏は、付加製造プロセスの柔軟性により、チームがオイルパンの全体的な高さを減らすことができたことを強調しています。この高さの低減により、チームはエンジンをシャーシ内に低く配置することができ、車両の重量配分が低下し、トラック上でのパフォーマンスが向上しました。
一方向バッフルドアなどの揺れ防止機能も、3D プリント部品に直接組み込まれています。さらに、CRP USA は Windforn SP を利用して、オイルパンのデザインに合わせたカスタムオイルピックアップを 3D プリントしました。
レーシングチームの空力システムには、Windform XT 2.0 を使用して製造された 3D プリントのフロントウィングインサートが含まれています。これらのインサートは、中央の翼要素から 2 つの外側の翼要素への移行として機能し、フロントウィングとシャーシの接続ポイントを提供します。
最後に、この車の空気取り入れシステムは、2019 年に CRP USA によって Windform XT 2.0 を使用して積層製造されました。吸気システムは非常に優れた性能を発揮し、4シーズンも持続したと言われています。
「レース中、エンジンブロックの温度が 125 度にも達しましたが、シリンダーヘッドと吸気ポートの接合面が歪んだり変形したりすることはありませんでした」とウッドリッジ氏は説明します。「この熱安定性は、車両の信頼性にとって非常に重要です。この表面が少しでも変形すると、吸気漏れがひどくなり、レースから脱落する恐れがあるからです。」
ビクトリア大学レーシングチームは最近、エンジンの空気取り入れ口を再設計し、大きくして形状を最適化し、エンジンへの空気の流れを改善しました。後加工なしでシール面とセンサーを吸気口に直接取り付けるために必要な 3D プリント解像度を維持しながら、吸気口の容量を 1.4 L から 4.23 L に増加しました。新しいエアインテークも Windform XT 2.0 を使用して 3D プリントされました。「吸気口が大きくなったことで、湾曲した吸気口ランナーから直線的な吸気口ランナーに移行し、シミュレーションによる気流効率が 100 パーセント向上しました」とウールドリッジ氏は付け加えた。
△ 3Dプリントされたエンジンのエアインテーク。写真提供：CRP USA。
付加製造とモータースポーツ<br /> 最先端のレーシングカーの開発と製造は、積層造形の主要な使用例です。今年初め、アメリカの大手 3D プリンターメーカーである 3D Systems は、BWT Alpine F1 チームに 4 台の SLA 750 3D プリンターを販売すると発表しました。これらの 3D プリンターは、Accura Composite PIV 材料を使用して風洞試験用のコンポーネントを製造します。チームは 3D Systems の SLA および SLS テクノロジーを使用して、年間 25,000 個の 3D プリントレーシングパーツを製造しています。
同様に、昨年は英国のF1チーム、マクラーレンがストラタシスの技術を使用して年間9,000個の部品を3Dプリントしていると報じられました。チームは 5 台の Stratasys Neo 800 3D プリンターを使用して、フロントウィングとリアウィングの開発プロジェクト用の空力レーシングパーツと、車体の上部と側面の大きな要素を 3D プリントしました。

CRP USAは、最高150℃の温度に耐えられる3DプリントカーボンファイバーレーシングパーツをUVicに供給しています。

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