インタビュー：BWT アルピーヌ F1 チームの製造マネージャーがレースにおける 3D プリントの活用について語ります。

はじめに: F1 レースでは、成功か失敗かは数秒で決まります。このスピード重視の競技では、各チームが限界、勝利、そしてチャンピオンシップを常に追求するために、ソフトスキルとハードスキルの両方を向上させる必要があります。 3D プリントは長い間、レースカーの改造や製造に不可欠であると考えられてきましたが、レースの競争的な性質上、どのようにレースカーに適用できるのでしょうか?レースパフォーマンスを向上させるには？それは常に「未解決の謎」でした。

2022年5月、アンタークティックベアは、海外メディアがBWTアルペンF1チームの先進デジタル製造マネージャーであるパット・ワーナー氏にインタビューし、レース競技における3Dプリントの応用の謎を明らかにしたことを知りました。同チームは2021年6月に、3D SystemsのAccura Composite PIVを使用して、風洞試験に使用できる部品モデルを作成したことを明らかにした。それだけでなく、同社の先進デジタル製造マネージャーであるパット・ワーナー氏はインタビューの中で、3Dプリント技術はレースの分野で広く使用されており、3Dプリントは想像以上に多くのことを実現できると指摘した。

「風洞で見るF1カーの車体の70%は、おそらくSLA 3Dプリントです」とワーナー氏は明かす。「フロントウィングのメインプレーンとリアウィングのフラップを除いて、他のすべては3Dプリントできます。SLAパーツの性能が基準に達していない場合は、パーツに金属コーティングの二次処理を施して強度を高めることができます。当社の反復テストのほとんどはSLAを使用して行われます。また、パーツ製造には選択的レーザー焼結法（SLS）も使用しており、金型ツールなどを作成するための3D Systems Figure 4マシンも持っています。」

△マイアミF1グランプリのピットにあるBWTアルピーヌF1チームの車。画像提供：BWT Alpine F1 チーム。

3Dプリントがレースカーを支援
ちなみに、アルピーヌF1は3Dプリントの経験を惜しみなく共有しています。ワーナーは海外メディアのインタビューに快く応じ、レース分野における3Dプリント技術の発展を促進しました。 1998年以降の3年間で、チームはベネトンに改名されました。チームは好奇心から SLA マシンを購入し、ベネトンは若いワーナーにその開発を手伝うよう依頼しました。ワーナー氏はインタビューで、当時ベネトンの空気力学者だったメルセデスAMGペトロナスF1チームの最高技術責任者、ジェームズ・アリソン氏がかつて「SLAは風洞には存在しない」と言ったことを思い出した。しかしそれ以来、ワーナーは3Dプリントの製造能力をフル活用し、週に450～600個の部品を生産している。「 3D プリントの主な利点は、一度に複数の部品を製造できることです」とワーナー氏は説明します。「SLA マシンでは、ユーザーは好きなだけ、どんな形状でも部品を印刷できます。また、レースカーの製造に使用されるマシンの製造負荷を軽減するのにも役立ちます。」

3D プリントを適用できるもう 1 つの分野は、粒子画像速度測定 (PIV) データ収集です。これは、レーザーを使用して特定の物体上の粒子の流れを評価するプロセスです。ワーナー氏は、3D Systems の Accura Composite PIV マテリアルを使用することで、結果データの品質に通常影響を与える背景や粒子の反射の問題をチームが克服できるようになったと述べています。「3D Systems の深い専門知識と、当社のアプリケーションエンジニア向けの業界をリードするソリューションは、常に当社のイノベーションチームの重要な部分であり、Accura Composite PIV の開発とアプリケーションテストで協力できたことは非常に喜ばしいことです」と、プロジェクト発表会でワーナー氏は述べました。「現在、この素材のユニークな光学特性により、風洞内の PIV システムからさらに強力なデータを収集しています。」

△3D Systems社のAccura Composite PIV素材を使用して3Dプリントした部品。画像は3D Systemsより。

最終用途F1部品の製造：問題に直面
BWT Alpine F1 チームは現在、最終使用部品の製造にも 3D プリントを活用しています。ワーナー氏によると、チームを冷却する送風機は3Dプリントされており、それを接続するためのアダプターや、レース中のピットストップ中に使用されるホイールナットガンのフレームも3Dプリントされているという。しかし、金属3Dプリントに関しては、ワーナー氏はこの技術が最終用途のF1部品を生産する準備が整っているかどうかについては楽観視していない。同氏は、アストンマーティン・アラムコ・コグニザントとマクラーレン・レーシングで最近実施されたいくつかのテストを指摘し、訓練不足がユーザーを危険にさらす可能性があると述べた。小規模な火災がいくつか発生しており、全体的な状況は良くありません。ワーナー氏はまた、材料とプロセスの認定に必要な時間も、F1における3Dプリントの普及の障壁になっていると指摘した。

△アルファロメオ C41 フォーミュラワンカーの 3D プリントシャーシプラグインの概略図。画像はAdditive Industriesより。

F1 では他にどこで 3D プリントが使用されていますか?
ウィリアムズ・レーシングは昨シーズン、Nexa3D と協力し、同社の高速 NXE400 3D プリンターを使用して機能的な F1 風洞部品を製造しました。

△ウィリアムズ・レーシングは、NXE400を使用して多くの風洞部品を3Dプリントしました。写真提供：ウィリアムズ・レーシング。

● マクラーレン・レーシングは、2017 年から 3D プリントされたレーストラックをツールとプロトタイピングに使用しています。チームは Stratasys と長年にわたるパートナーシップを結んでおり、ブレーキ冷却ダクト、リアウィングフラップなど、さまざまなモデルやオンデマンドのスペアパーツを長年にわたり製造してきました。

△バルセロナサーキットでのF1テスト。写真提供：Stratasys。

●ワーナー氏の金属3Dプリントに対する懸念にもかかわらず、アルファロメオF1チームのORLENは、Additive Industriesと協力して、F1カーの主要コンポーネントを3Dプリントし続けています。たとえば、「C41」レースカーの構造部品を固定するために使用されるサスペンションシャーシインサート。

△アルファロメオF1チームORLEN 2022年モデルには、Additive Industries社製の3Dプリント部品が150個搭載されている。画像はアルファロメオF1チームORLENより

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