レニショーの3Dプリント技術がモントリオールフォーミュラSAEチームの優位性を高める

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-11-29 17:12 に最後に編集されました

2024年11月29日、アンタークティックベアは、モントリオール工科大学（ETS）のフォーミュラSAEチームがモータースポーツで金属付加製造技術を使用して電気レーシングカーのパフォーマンスを向上させていることを知りました。 2023年シーズンに向けて、チームはMANIC-23と呼ばれる電気レーシングカーを発売しました。この車はトラック上で驚異的なスピードを発揮しただけでなく、一連の軽量3Dプリント部品でも注目を集めました。

フォーミュラ SAE は 1980 年から開催されている大学レベルの競技会で、学生チームがミニチュアフォーミュラカーの設計、製作、レースに参加します。現在、このイベントには世界中で600を超えるチームが参加しており、通常は1年かけて独自の車を製作しています。 ETS チームは、Formula SAE 燃焼部門での競技経験が 30 年以上あります。しかし近年、チームはレース用の電気自動車に目を向けるようになり、車両設計を根本的に見直す必要が出てきました。

2023年シーズンに向けて競争力のある電気自動車を製作することを決意したフォーミュラETSチームは、金属積層造形会社レニショーに協力を求め、自動車のパフォーマンス向上のために最適化された主要部品を幅広く提供してもらいました。

△新型レーシングカーは4本の柱で構成されており、各柱に電動モーターが搭載されている。
3Dプリントによる次世代レーシングカーの開発

「フォーミュラETSは、フォーミュラSAEで常に強力な候補でした。長年にわたり、私たちは内燃機関部門で表彰台に立ってきました。電気自動車への移行を決定したとき、私たちの目標は、モータースポーツの限界を押し広げ続け、トップの地位を維持できる方法でそれを実行することでした」とチームキャプテンのレア・トニーニは語った。

チームは 3D プリント会社 Renishaw と協力し、3D プリント技術を使用して複数のコンポーネントを最適化し、電動レーシングシリーズをアップグレードすることに成功しました。 MANIC-20 と MANIC-2022 は、チームが過去数年間に競技してきたモデルです。機械工学科の学生でパワートレイン設計チームのメンバーであるトミー・ジェリナス氏は次のように付け加えた。「2022年シーズンの成功を受けて、私たちの目標は車のパフォーマンスをさらに向上させることでした。最大の課題は大幅な軽量化を実現することでした。MANIC-23車をわずか400ポンドの重量に設計するためには、さらに軽量な部品を開発する必要がありました。」

チームの主な目標は、車両内のサブアセンブリを接続し、車輪の動きをサスペンションアームとショックアブソーバーに伝えるために不可欠な重要なコンポーネントであるストラットを再設計して 3D プリントすることでした。車両には 4 本の柱があり、それぞれの柱に電気モーターが内蔵されています。以前は、これらの部品は CNC 加工され、7075-T6 アルミニウム合金を使用して製造されていました。しかし、金属積層造形技術を応用することで、これらの部品を印象的な有機的な構造に再設計し、大幅に軽量化しました。

ジェリナス氏は次のように付け加えた。「金属積層造形法によって、軽量でありながら車両性能を損なわず、サスペンションチームが設定したコンプライアンス目標も満たす部品を設計する自由度が得られると認識しました。当初、従来の製造技術を使用して新しいストラットを製造できるパートナーは見つかりませんでした。」

△3Dテクノロジーでこれらの主要コンポーネントを再設計
新しいレーシングカーの支柱の3Dプリント設計により重量が30%削減

レニショーはレースで豊富な経験を有しており、このプロジェクトでは 3D プリントされたコンポーネントを提供しただけでなく、設計の選択、トポロジーの最適化、材料の選択に関するアドバイスも提供しました。最終的に、パートナーは剛性と軽量性を兼ね備えた AlSi10Mg 粉末を使用することを決定しました。
最終的に、3D プリントされたストラットは、機械加工されたストラットよりも大幅に軽量化され、フロントでは 30 パーセント、リアでは 28 パーセント軽量化されました。チームは、重量が軽減されたことで車の動的挙動をより細かく制御できるようになると述べている。さらに、3D プリント設計により、フロントピラーのキャンバーコンプライアンスが 18% 低減され、材料使用量が 45% 削減されます。

3Dプリントされたコンポーネントを統合した後、MANIC-23は優れたパフォーマンスを発揮し、ミシガン州のNorth American Electric FSAE 2023コンテストで優勝し、クロアチアのFSAE Alpe Adriaコンテストで2位を獲得しました。「MANIC-23は、当社の従来の車両と比較して、パワー、精度、コンパクトさにおいて大きな進歩を遂げています」とトニーニ氏は結論付けました。

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