3D Systems SLA 750 3D打印機(jī)助力福特車(chē)隊(duì)風(fēng)洞提交測(cè)試成功

南極熊獲悉，來(lái)自Stewart-Haas Racing和其他納斯卡福特車(chē)隊(duì)的空氣動(dòng)力學(xué)工程團(tuán)隊(duì)需要一種方法來(lái)測(cè)試數(shù)百種不同的車(chē)身面板形狀，以確定新的2024納斯卡福特Mustang Dark Horse®的最佳空氣動(dòng)力學(xué)形狀。這個(gè)納斯卡提交的項(xiàng)目涉及在多個(gè)月的時(shí)間框架內(nèi)全尺寸風(fēng)洞測(cè)試。既然全尺寸的風(fēng)洞測(cè)試是昂貴的，那么在每次測(cè)試期間能夠測(cè)試幾十種不同的車(chē)身面板形狀的最有效方法是什么呢?

當(dāng)向納斯卡提交新的賽車(chē)車(chē)身形狀時(shí)，福特車(chē)隊(duì)需要滿足納斯卡確定的特定空氣動(dòng)力學(xué)系數(shù)規(guī)格。在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，理想的情況是在提交的車(chē)身的全尺寸風(fēng)洞測(cè)試中實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。為了使最終提交測(cè)試成功，使用了以下開(kāi)發(fā)過(guò)程。

1.使用CFD軟件測(cè)試車(chē)身面板形狀
CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))分析師在CAD軟件中設(shè)計(jì)多個(gè)車(chē)身面板形狀概念。這些概念代表了各種形狀，將潛在地提高賽車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)性能。然后使用代表虛擬風(fēng)洞的CFD軟件對(duì)這些表面模型進(jìn)行處理，以測(cè)試這些表面模型的氣動(dòng)系數(shù)。對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析，并確定了具有良好性能潛力的概念作為在全尺寸風(fēng)洞中進(jìn)行測(cè)試的概念。

2.將CFD表面轉(zhuǎn)換為3D打印的實(shí)體CAD模型
然后，設(shè)計(jì)工程師將CFD表面模型轉(zhuǎn)換為可3D打印的實(shí)體CAD模型。實(shí)體表面模型被劃分為大小合理的圖塊，在打印和組裝時(shí)代表原始CFD表面模型的形狀。這些瓦片被設(shè)計(jì)成附著在全尺寸汽車(chē)底盤(pán)的子框架上，在風(fēng)洞中進(jìn)行測(cè)試。

3.使用3D Systems的SLA打印機(jī)打印部件
然后將這些實(shí)體CAD模型發(fā)送到Stewart-Haas Racing內(nèi)部，到密歇根州迪爾伯恩的福特增材制造中心或外部打印服務(wù)進(jìn)行3D打印。然后，3D打印技術(shù)人員在3D Systems的3D Sprints軟件中定位CAD模型，以確定它們需要打印的方式。文件可以定向，以盡量減少打印時(shí)間，最大限度地提高打印質(zhì)量，并最大限度地提高每個(gè)構(gòu)建平臺(tái)的零件數(shù)量。3D Systems的3D Sprint軟件使用直觀，使技術(shù)人員能夠快速設(shè)置要打印的CAD模型。

然后，生成的文件可以發(fā)送到ProX 800 SLA機(jī)器，以便快速，準(zhǔn)確地打印所需材料的部件。3D Systems提供了許多不同的材料，其中一些是專(zhuān)門(mén)為風(fēng)洞測(cè)試打印部件而開(kāi)發(fā)的。這導(dǎo)致零件表面光滑，這對(duì)風(fēng)洞測(cè)試至關(guān)重要。對(duì)于這樣的提交項(xiàng)目，打印數(shù)百個(gè)大型部件是很常見(jiàn)的。3D Systems的SLA機(jī)器的可靠性是打印這么多零件的關(guān)鍵。通常這些部件都是及時(shí)打印出來(lái)，以便在風(fēng)洞中進(jìn)行測(cè)試，因此SLA機(jī)器的可靠性非常重要。3D Systems SLA機(jī)器是可以24/7全天候打印零件的主力機(jī)器，只需要最少的維護(hù)。

4.將3D打印的部件組裝到隧道測(cè)試車(chē)上
然后，3D打印的部件可以固定在全尺寸汽車(chē)的子結(jié)構(gòu)上。這樣，整個(gè)車(chē)身形狀就可以通過(guò)這些3D打印的圖塊來(lái)定義。然后可以對(duì)生成的車(chē)身形狀進(jìn)行3D掃描，以驗(yàn)證3D打印的形狀是否等于原始的CFD表面文件形狀。

5.汽車(chē)在風(fēng)洞中進(jìn)行測(cè)試
當(dāng)汽車(chē)在風(fēng)洞中進(jìn)行測(cè)試時(shí)，額外的3D打印圖塊可能會(huì)被添加到汽車(chē)上或從汽車(chē)上移除，以測(cè)試正在開(kāi)發(fā)的各種概念。每次“運(yùn)行”代表一個(gè)正在測(cè)試的概念，并記錄和分析產(chǎn)生的空氣動(dòng)力學(xué)系數(shù)。一些概念提高了車(chē)身的空氣動(dòng)力學(xué)性能，而另一些則沒(méi)有。通過(guò)這種方式，空氣動(dòng)力學(xué)工程師能夠優(yōu)化汽車(chē)車(chē)身的形狀，以便在未來(lái)的賽道上表現(xiàn)得最好。

6.重復(fù)步驟1 - 5，直到汽車(chē)滿足提交的空氣動(dòng)力學(xué)系數(shù)規(guī)格
許多個(gè)月，許多打印零件，許多風(fēng)洞測(cè)試之后，汽車(chē)準(zhǔn)備好了最后提交風(fēng)洞測(cè)試給納斯卡。在本次提交測(cè)試中，如果車(chē)身面板形狀符合空氣動(dòng)力學(xué)系數(shù)規(guī)范，車(chē)身形狀將提交給NASCAR，作為2024年NASCAR福特Mustang Dark Horse®的最終賽車(chē)車(chē)身形狀。

7.生產(chǎn)生產(chǎn)車(chē)身面板
然后，設(shè)計(jì)工程師將代表最終提交車(chē)身形狀的實(shí)體CAD模型轉(zhuǎn)換為CAD表面，即用于生產(chǎn)的最終車(chē)身面板尺寸。這些生產(chǎn)文件隨后被發(fā)送給各個(gè)碳纖維供應(yīng)商，以生產(chǎn)將在2024年賽車(chē)賽季用于比賽的碳纖維車(chē)身面板。

3D Systems的3D Sprint軟件和3D打印SLA機(jī)器是完成此類(lèi)提交項(xiàng)目并取得成功的正確工具。這些工具和開(kāi)發(fā)過(guò)程被用于福特野馬黑馬賽車(chē)的車(chē)身，它看起來(lái)像2024年的量產(chǎn)車(chē)，但具有福特車(chē)隊(duì)賽車(chē)贏得比賽和納斯卡杯系列冠軍的空氣動(dòng)力學(xué)性能!

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