Команда Race Up Padova использует Formlabs 4L и высокотемпературную смолу для 3D-печати легкого и высокопроизводительного радиатора

Когда команда Race Up Padova приступила к созданию радиатора для электрического гоночного автомобиля с нуля, они быстро поняли, что им необходимо производить специальные компоненты, которые могли бы не только выдерживать жару гоночного автомобиля и соответствовать стандартам безопасности, но и работать в студенческом эквиваленте Формулы 1. С помощью 3D-принтера Formlabs Form 4L и инженерных смол студенты университета построили индивидуальный радиатор, который весил на 67% меньше, чем предыдущие модели, и взобрались на подиум. 

До сезона 2024 года команда Падуанского университета Team Padova использовала радиатор вторичного рынка от компании, производящей радиаторы специально для студенческих автомобилей Формулы. Хотя эти радиаторы легко подключаются и легко интегрируются, есть возможности для улучшения, в том числе для облегчения их веса, при этом рассеивая все потери мощности, необходимые в автомобиле. 

С помощью 3D-принтера Form 4L, Form Wash, Form Cure и технических смол команда Падовы построила более легкий радиатор для своего гоночного электромобиля, который занял третье место в общем зачете на итальянских соревнованиях FS ATA, проходивших на автодроме Варано-де-Мелегари.

Поскольку ни один радиатор на рынке не отвечал потребностям команды, они углубились в исследования и решили выбрать конструкцию радиатора с овальными трубками и ребрами. Однако полученные ими радиаторные массы не были оснащены впускным и выпускным коллекторами. Чтобы иметь возможность полностью настроить дизайн, соответствующий их применению и ограничениям, команда обратилась к 3D-печати. 

Детали, напечатанные методом наплавления (FDM), сразу же вышли из строя, не выдержав требуемых температур. Затем команда обратилась к стереолитографии (SLA) 3D-печати, выбрав High Temp Resin и Form 4L.

«После тщательной оценки, тестирования и нескольких итераций прототипа мы выбрали Formlabs High Temp Resin, смолу, способную выдерживать как термическое напряжение, так и механические требования применения».

Команда Race Up Падуя

Система охлаждения разделена на две отдельные секции:водяной контур и воздушный контур. Детали водяного контура должны выдерживать рабочую температуру около 80 °C. В связи с этим была выбрана смола Formlabs High Temp Resin, поскольку смола High Temp Resin имеет температуру теплового отклонения (HDT) 238 °C при 0,45 МПа — самую высокую среди смол Formlabs. 

Для 3D-печати использовалась высокотемпературная смола: 

<ли>

Специальный входной патрубок, который соединяет центробежный насос с трубой без падения давления. 

<ли>

Кастомные детали и вентиляторы для полностью кастомного радиатора. 

<ли>

Вихревой резервуар — полностью разработанная по индивидуальному заказу система, необходимая для отвода воздуха. Как следует из названия, он работает путем создания вихря, который отделяет и удаляет пузырьки воздуха из жидкости, обеспечивая правильную работу контура.

1. Специальный входной патрубок, напечатанный на 3D-принтере. 2. Рубашки охлаждения двигателя. 3. Нестандартные детали и вентиляторы. 4. Вихревой резервуар. 5. Холодная пластина инвертора.

Большой объем печати формы 4L означал, что команда могла напечатать две пластины и два коллектора за один раз, эффективно производя радиатор за один отпечаток. После постобработки деталей в Form Wash и Form Cure и шлифовки мест крепления команда собрала детали с помощью клея Loctite EA 9497.

По сравнению с радиатором прошлого года команде удалось сократить вес примерно на 1200 г, что означает снижение веса каждого радиатора примерно на 67%. Учитывая, что вся система охлаждения состоит из двух радиаторов, удалось сэкономить 2,4 кг.

«Получение столь положительного результата, позволившего нам снизить вес, стало возможным только благодаря вкладу Formlabs».

Команда Race Up Падуя

Образец

Посмотрите и почувствуйте качество Formlabs на собственном опыте. Мы бесплатно отправим вам в офис образец детали, напечатанной на 3D-принтере.

Запросить бесплатный образец

Контур воздушного охлаждения представляет собой разомкнутый контур, который забирает воздух из центральной части автомобиля для охлаждения аккумулятора, а затем выбрасывает воздух сзади. Воздух охлаждает каждую отдельную ячейку батареи через небольшие выступы, передающие тепло от ячейки к воздушному потоку. К этой системе предъявляются особые требования безопасности в соответствии с правилами Формулы SAE:элементы, контактирующие с аккумуляторной батареей, должны быть изготовлены из огнестойких материалов UL-94 V-0. Чтобы соответствовать этим требованиям, компания Race Up Padova выбрала для изготовления деталей огнестойкую смолу.

Контур воздушного охлаждения должен быть изготовлен из огнестойких материалов UL-94 V-0 из-за контакта с аккумулятором.

Огнестойкая смола — это специальный материал, сертифицированный по Голубой карте UL 94, для создания самозатухающих и не содержащих галогенов деталей с благоприятными показателями воспламеняемости, дыма и токсичности (FST). Эти свойства позволяют печатать на 3D-принтере детали, которые работают в средах с высокими температурами или источниками возгорания, например, рядом с аккумуляторной системой.

«Без Formlabs такие инновации были бы невозможны такими же, какими они были:быстрыми, надежными и точными».

Команда Race Up Падуя

Помимо высокотемпературной смолы и огнестойкой смолы, Team Padova использует смолу Rigid 10K для изготовления форм для ламинирования углеродного волокна и прозрачную смолу для тестирования и проверки надлежащего поведения жидкости. Form 4L отличается гибкостью и быстрой и простой сменой материалов, предоставляя команде доступ ко всему ассортименту смол Formlabs, чтобы они могли выбрать оптимальный материал для каждого применения. 

Хотя машина команды Падуи заняла третье место в соревновании FS ATA, они уже рассматривают улучшения для следующей итерации, включая добавление ребер к деталям для повышения прочности, реализацию оптимизации гидродинамики и снижение сопротивления. Какой из основных инструментов они будут использовать в начале итерации? Смолы Form 4L и Formlabs. 

Изучите Form 4L, чтобы начать печать, или запросите бесплатный образец, чтобы самостоятельно оценить материалы Formlabs.

3D-принтеры Formlabs используются для вовлечения и расширения возможностей студентов. Чтобы узнать больше о ресурсах и ценах для студентов и преподавателей, посетите нашу страницу ресурсов или свяжитесь с отделом продаж.