3Dプリントされたチタン製ブレーキペダルは重量を最大32%削減

この投稿は warrior bear によって 2021-7-27 23:04 に最後に編集されました。

最近、Antarctic Bear は、NASCAR チームの Stewart-Haas がブレーキシステムの性能を向上させるために 3D プリントに注目していることを知りました。チームは、3D技術で改良された車のブレーキペダルが、今年のチャンピオンシップへの挑戦に大きなアドバンテージをもたらすだろうと主張している。

Stewart-Haas Racing は、Autodesk と連携して Fusion 360 ジェネレーティブデザインソフトウェアを使用し、ブレーキペダルを 32% 軽量化するとともに、剛性と全体的な安全性を向上させました。レニショーの RenAM 500Q システムを使用して 3D プリントされた改良ペダルは、現在、コール・カスター選手の 750 馬力フォードマスタングに取り付けられており、ラップタイムを短縮し、シリーズの順位を上げることを目的としています。
スチュワート・ハース・レーシングのエンジニアリング統合マネージャー、ウォルター・ミッチェル氏は次のように述べています。「オートデスクのジェネレーティブデザインとレニショーの金属印刷機能を活用できるようになることで、従来の製造方法では不可能だったことが実現します。その結果、パフォーマンスが向上し、速度が上がり、ラップタイムが短縮されます。」
3D プリントでブレーキをアップグレード<br /> 他のモータースポーツと同様に、NASCAR ではわずかな差が重要であり、チームは競争上の優位性を得るために、スポーツのルールの絶対的な限界まで設計を押し進めます。現在、チャンピオンシップで10位、23位、24位、28位に位置するスチュワート・ハース・レーシングは、ドライバーの順位を上げるアップグレードの開発を目的として、今シーズンの初めに3Dプリント技術を導入した。
付加製造に移行する前に、Stewart-Haas Racing はまず Autodesk, Inc. と協力し、Fusion 360 の反復設計機能を使用して、新しいブレーキペダルの性能を改良およびシミュレーションしました。チームは、従来の部品と比較して複雑な格子状の内部構造を持つように設計を変更することができ、予測によれば、以前よりも剛性が高く軽量になっているとのことだ。
オートデスクの研究チームを率いるマイク・グラウ氏は、「ペダルを最適化するには、Fusion 360 が不可欠であることが判明しました。これまで、積層造形においては、部品に複雑な格子構造や中空構造が含まれているため、どのようにモック設計を作成するかが問題でした。モック設計を提供するアセンブリ設計をどのように作成するかです。」と述べています。
△ Stewart-Haas 社がプリントしたばかりの 3D ブレーキペダル。オートデスクからの画像△印刷プロセスこの目標を達成するために、オートデスクとスチュワート・ハース社は、使いやすさを考慮してペダル設計における個々の要素の数を最小限に抑えることにしたとグラウ氏は語った。これにより、同社のエンジニアは、必要なシミュレーションを実行するために不可欠な、数百万ではなく数万の要素を持つメッシュを作成できるようになりました。
ブレーキペダルのデザインを変更した後、Stewart-Haas 社はそれを Renishaw 社に送り、そこでチタンで 3D プリントされ、サンドブラスト加工されて最終仕上げが行われました。しかし、部品の安全性を考慮し、チームは使用前にレース条件下でストレステストを行う必要があり、特注のテスト治具で 3,000 ポンドの負荷制限をかけてテストを行いました。
アップグレードされたペダルは、ストレスがかかったときに故障を回避できただけでなく、以前のペダルに比べて剛性が 50% 向上していることも実証されました。オートデスクにとって、このプロジェクトは最終的に、レーシングカーの部品を最適化するための同社のソフトウェアの可能性を証明するものとなった。このプロセスは完了までに 2 か月を要したが、同社は将来この時間枠を大幅に短縮できると主張している。
グラウ氏は次のように結論づけている。「当初は 1 つのセルを作成するのに 1 日かかりましたが、2 週間後には 30 分で 30 個のセルを作成できるようになりました。ただし、コンピューターが何度もクラッシュしました。6 か月後には、格子全体を数分で設計できるようになりました。これまでの経緯とこれまでの成果を振り返ると、私たちが成し遂げた進歩はほぼ指数関数的でした。」
3D プリントで障壁を突破する<br /> 自動車メーカーは、最終用途の 3D プリント部品を開発する手段として、トポロジー最適化とジェネレーティブデザインにますます注目するようになっています。昨年、フラウンホーファーIAPTはフィアットクライスラー・オートモービルズのエンジニアと協力し、同社のスポーツカーの1台に搭載されていた12個の部品を、元のものより36パーセント軽量な単一の3Dプリントサスペンション部品に統合した。

同様に、ポルシェはTRUMPFおよびMAHLEと提携し、主力スーパーカー911のエンジンピストンを積層造形でアップグレードしました。メーカーは、AI主導の3Dプリントプロセスを使用することで、実験的なピストンの「クラウン」に冷却ダクトを統合し、取り付けると車両のエンジンに実質的に30馬力を追加できるようになりました。
特にブレーキシステムに関しては、過去数年にわたっていくつかの自動車会社が関連部品の3Dプリントのアイデアを実験してきました。 2019 年 7 月、Carbon Performance は独自の SK3L370N プラットフォームを使用してブレーキキャリパーを 3D プリントし、その後すぐに、Bugatti も同様の目標を達成し、SLM 500 システムでチタン製キャリパーを製造しました。

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