方程式赛车的概念来自于1904年国际汽车运动联合会成立后对出于公平性与安全性,开始对参赛车辆进行分类和限制:包括最大车重、耗油率、气缸半径和气缸容量等。这就是“方程式-Formula”的意思:一个对所有参赛车辆的限制标准。在接下来的一百多年里,赛车的速度随着科技的发展在不断提高。为了追求更优异的比赛成绩,各赛车队每年都会不断进行研发升级,打造全新的赛车。
新车的诞生要经历反复的设计、建模、制造和测试等过程,为提高赛车模具性能与研发速度,哈尔滨工业大学(威海)GW-HRT车队找到上海酷鹰科技有限公司,希望通过酷鹰的大尺寸复材模具增减材一体化解决方案,为车队提供新车的3D打印技术支持。
3D打印模具过程
酷鹰为车队提供了赛车端板、塔翼、座椅等关键部件的3D打印模具,模具最高可耐220℃高温且耐0.6MPa压力不变形,支持热压罐成型。与传统铝制钢制模具动辄一两个月的生产周期相比,酷鹰的3D打印模具可在几天内完成全部生产工序,且具有模具重量更轻、成本更低、生产周期更短等优势,从而助力车队更快更好地打造出最理想的赛车。
在车队新车的模具使用过程中,也得到了极佳的使用反馈,与车队以往使用的代木/密度板外覆胶衣模具、机加工铝模具相比,具有许多优势。
1、模具属性极佳
3D打印模具由于其母材的良好加工特性,机加工表面质量优于铝模具和手工加工的代木/密度板外覆胶衣模具,且不存在表面氧化问题,在使用后只需对碳纤维成型后残余的少量树脂进行剔除后便可再次使用,相较于其他两种模具在使用后由于破损或氧化而进行的修复工作,可以大大降低模具处理的时间和人力成本,并且由于3D打印模具基本不需要二次打磨,模具的使用使用寿命也大大提高。
2、手工铺设加工优势
赛车在模型设计时大部分成型面为造型曲面,在手工铺排碳纤维时,常常在部分曲面处对预浸料进行手工拉伸以使得碳布贴合模具,3D打印模具在此过程中表现出了铝模具和代木/密度板外覆胶衣模具都不具备的特殊性质,未固化的树脂与模具之间表现出了良好的层间结合性质,只需要对碳布轻微施压即可使得碳布“粘合”在模具成型面上,且在后续的加工过程中不会出现碳布整块相对滑移或者部分碳布从模具上脱离产生褶皱的情况,大大缩短铺设时间。
同时,在脱模过程中,只需轻微撬动模具即可使产品与模具分离,体现了3D打印模具材料与固化后的树脂表面呈现良好的不沾性。这种性质与铝模具以及代木(密度板)外覆胶衣模具完全相反,表现出了极大的优势。
碳纤维铺层过程中展现出良好的附着性
3、成型效果更好
3D打印模具有传统模具不同的结构特点,以翼片模具为例,使用3D打印模具进行翼片的热固化可以使得翼片的上下表面受热较为均匀,可以有效避免由于受热不均而导致树脂分配不均,从而造成产品表面缺陷的问题。在稳定性方面,3D打印模具的热变形也远小于代木/密度板外覆胶衣模具,在热固化过 程中可以视为不发生变形。
每一个赛季,都是一辆赛车从孕育、到成长、再到辉煌的过程,酷鹰有幸见证并参与这个过程。在2021赛季,GW-HRT车队以总成绩1038.95分获得中国汽车工程学会巴哈大赛本科组年度总冠军,也预祝车队在下一个赛季,继续斩获荣光!
(新闻稿 2022-09-15)
