揭秘2026一級(jí)方程式賽車技術(shù)規(guī)則中新的增材制造使用規(guī)范

2024年8月14日，南極熊獲悉，新發(fā)布的 2026一級(jí)方程式賽車技術(shù)規(guī)則引入了有關(guān)增材制造 (AM) 使用規(guī)范的重大更新，反映了該技術(shù)在賽車工程中不斷發(fā)展的作用。這些規(guī)則確定了可應(yīng)用增材制造的材料、組件和特定領(lǐng)域，確保安全性和性能，同時(shí)促進(jìn)創(chuàng)新。與往年一樣，我們來(lái)看看明年一級(jí)方程式賽季引入的主要元素和創(chuàng)新。

批準(zhǔn)用于增材制造的材料

和往年一樣，法規(guī)明確列出了允許用于增材制造的材料，并強(qiáng)調(diào)了一系列金屬粉末。這些材料用于生產(chǎn)近凈形狀的組件，其中數(shù)字模型在單獨(dú)的層中處理并通過(guò)選擇性熔化、粘合或燒結(jié)連接在一起。

鋁合金清單包括通用產(chǎn)品和知名專有產(chǎn)品，例如Constellium 的 AlSi10Mg、AlSi7MG、Al Cl−RAM2、6061−RAM2。這些材料因其重量輕和強(qiáng)度高的特性而受到青睞，使其成為一級(jí)方程式賽車高性能應(yīng)用的理想選擇。允許使用的鋁鎂合金包括 Scalmalloy和 HRL 7A77。它們以其出色的強(qiáng)度重量比而聞名，這對(duì)于賽車環(huán)境至關(guān)重要。

△EOS 鋁 Al2139 增材制造粉末的SEM 顯微照片

鈦合金廣泛用于高應(yīng)力部件，法規(guī)允許使用各種鈦合金，包括 Ti6Al4V 和 Ti 5553，它們以出色的耐腐蝕性和強(qiáng)度而聞名。用于增材制造的鋼合金包括流行的不銹鋼，例如 316、304 和其他高強(qiáng)度鋼種，這些鋼種對(duì)于需要在極端條件下保持耐用性的部件至關(guān)重要。

在高溫合金中，非常受歡迎的 Inconel 625 和 718 以及鈷鉻合金均被允許使用。這些合金因其耐高溫能力而被列入其中，使其成為暴露在極熱環(huán)境中的部件的理想選擇。

此外，法規(guī)還規(guī)定，通過(guò)增材制造生產(chǎn)的部件的最終質(zhì)量必須至少為打印部件質(zhì)量的 60%，不包括支撐結(jié)構(gòu)。這確保了部件的結(jié)構(gòu)完整性和性能。最后，出于健康和安全考慮，禁止使用含鈹?shù)脑霾闹圃觳牧稀?/div>

增材制造在特定部件中的應(yīng)用

2026法規(guī)還規(guī)定了允許使用增材制造的部件，重點(diǎn)是保持創(chuàng)新和安全之間的平衡。正如汽車增材制造專家 Andrew Cunningham 所強(qiáng)調(diào)的那樣，最重要的創(chuàng)新之一是懸架立柱現(xiàn)在可以使用鈦合金或鋁合金增材制造。這種靈活性使團(tuán)隊(duì)能夠優(yōu)化懸架部件的設(shè)計(jì)和性能，這對(duì)于車輛的操控性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。隨著這一發(fā)展，正如 Cunningham 開(kāi)玩笑指出的那樣：“F1 終于達(dá)到了 Formula Student/SAE 的技術(shù)水平�！�

△一級(jí)方程式賽車的懸架 - 展示立柱 - 來(lái)自梅賽德斯-AMGPETRONAS F1 車隊(duì)

其他增材制造組件包括排氣組件：在排氣組件的特定區(qū)域允許使用增材制造，這些區(qū)域可以充分利用增材制造技術(shù)的精度。例如，氣缸蓋連接處的短管/法蘭元件、連接主渦輪和副渦輪的 3 合1 元件以及副渦輪和渦輪增壓器 (TC) 之間的連接等組件都是可以應(yīng)用增材制造的指定區(qū)域。但是，這些元件受到嚴(yán)格的尺寸限制，以確保所有團(tuán)隊(duì)的一致性和性能。

盡管增材制造被廣泛使用，但法規(guī)仍施加了某些限制以保持公平性和性能標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是，對(duì)于主熱交換器，法規(guī)規(guī)定核心和集管箱必須由鋁合金制成，核心本身不能使用增材制造生產(chǎn)。這一限制可能旨在確�？煽啃圆⒎乐归_(kāi)發(fā)超輕、可能不太耐用且可能危及安全的熱交換器。

熱交換器內(nèi)的管道和翅片的尺寸也受到嚴(yán)格控制，并要求有特定的最小厚度。這些措施確保雖然可以使用增材制造來(lái)提高性能，但不會(huì)導(dǎo)致材料厚度不安全減少或損害關(guān)鍵冷卻系統(tǒng)的完整性。