3D tlačiareň MakerBot Method vytlačila diely pre koncové použitie na závode Rallye Dakar
Tímy BRX a Prodrive využili 3D tlačiarne MakerBot METHOD na mobilnú výrobu 3D modelov uprostred púšte.
Na Rallye Dakar vytvorili rekord a stali sa najvyššie umiestneným nováčikom závodu.
Víťazný rodokmeň
Tím Prodrive má v motoristickom športe dlhú históriu, svoje prvé preteky vyhral v už roku 1984, bola to Katarská medzinárodná rely. Odvtedy je Prodrive nezastaviteľný a získava ocenenie v celom rade motoristických disciplín. V roku 2021 vstúpil tím Prodrive na Rallye Dakar v spolupráci s Bahrajnským kráľovstvom ako nový tím Bahrain Raid Xtreme (BRX). Závod Rallye Dakar sa koná v Saudskej Arábii, trvá dva týždne, etapy meria stovky kilometrov a prechádzajú naprieč celým radom náročných terénov.
V rámci prípravy na závod vznikol nový továrenský team Hunter T1, ktorý tvorili dva vozidlá. Jeden z vozidiel riadil deväťnásobný svetový šampión v rallye Sébastien Loeb, druhý, legenda Rally Dakar Nani Roma, ktorý sa na týchto pretekoch zúčastnil už dvadsaťpäťkrát. Roma si v závode v roku 2021 zaistil celkové piate miesto. Vôbec prvýkrát tak nejaký tím dosiahol také vysoké umiestnenie pri svojom prvom pokuse v Rallye Dakar.
Budovanie závodného tímu od nuly v roku 2020
Pretože bola Rallye Dakar naplánovaná už na prvé dva týždne mesiaca januára roku 2021, vytvorilo to na celý tím BRX obrovský tlak. Tím tvorí 40 ľudí, ktorí navrhujú, konštruujú, opravujú a prevádzkujú vozidlá továrenského tímu Hunter T1, aj tak sa tím stretával s výrazným nedostatkom času, ktorý vznikol vďaka lockdownu. Hoci má tím Prodrive vlastné konštrukčné aj výrobné kapacity zápasil o ne aj s ďalšími projektmi.
Hľadanie vhodnej 3D tlačiarne
Pridať do vybavenia 3D tlačiareň MakerBot METHOD X®, bolo impulzom, ktorý zmenil situáciu. 3D tlačiareň MakerBot Method X umožnila tímu nielen rýchlo a pohodlne konštruovať a tlačiť potrebné súčasti, ale aj experimentovať s rôznymi aplikáciami pri príprave aj počas závodu. Vďaka neobmedzeným možnostiam aditívnej výroby sa prototypovanie aj výroba stali oveľa efektívnejšími a lacnejšími.
Inovácie sú dôležitým stavebným kameňom spoločnosti Prodrive, aby sa udržala na vrchole svojho odboru, vždy využívala širokú škálu rôznych technológií. Zapojenie 3D tlačiarne MakerBot METHOD X poskytlo ďalšie príležitosti. „Existuje obrovský zoznam výhod, ktoré MakerBotMETHOD X ponúka v porovnaní s konvenčnými technológiami, predovšetkým je to rýchlosť a spätná väzba.“ Navrhovanie nových alebo inovácie starých dielov na automobil často začína vytlačením modelu na 3D tlačiarni.
Z modelu sa potom rýchlo zistí, ako sa stretáva myšlienka s realitou. „3D tlač umožňuje jednoducho a rýchlo vykonávať zmeny modelu a rozhodnúť sa pre výrobu finálnej verzie až po jej dôkladnom vyskúšaní. Rýchly vývoj výrobku (rapid prototyping) a opakovateľnosť modelu nám taktiež umožňuje držať sa časovej osi výroby a zároveň nám šetrí veľa peňazí,“ poznamenal Doe.
S dvoma 3D tlačiarňami METHOD X dokázal tím BRX skonštruovať nové súčasti vozidla nielen v továrni vo Veľkej Británii, ale aj priamo na samotnej Rallye.
Z dielne priamo do otvorenej púšte
3D tlačiareň METHOD X bola naložená na jeden z nákladných kamiónov tímu BRX pre údržbu a bola dovezená do púšte. Používala sa priamo na mieste na tlač novo vyvinutých dielov alebo dielov, ktoré sa počas závodu poškodili. Tieto diely by sa normálne vyrábali z ocele alebo hliníka. “Tento stroj sme viezli so sebou v kamióne, tlačili sme doslova uprostred ničoho. Tam, kde nevidíte stopy civilizácie, sme boli schopní používať túto pokročilú technológiu a využiť rýchlosť 3D tlače v našom programe,” povedal Doe.
Tím BRX použil METHOD X na tlač viac ako tridsiatich dielov na vozidlá Hunter T1, vrátane držiaka senzora odpruženia kolesa a držiaka trysky pre systém hasenia požiaru v kokpite. Držiak senzora odpruženia umožnil konštruktérom sledovať výkon tlmiča, dynamiku vozidla, vyrovnanie kolies, hnací hriadeľ a ďalšie. Senzor generoval dáta a odovzdával informácie späť pre lepšiu analýzu, ktorú tím potom využil na zlepšenie výkonu vozidla.
Držiak bol vytlačený z originálneho materiálu MakerBot, nylonu s prímesou uhlíkových vlákien a bol jednou z ideálnych aplikácií, pri ktorých bolo možné využiť METHOD X priamo v púšti. Celý proces, vývoja správneho držiaka senzora, trval len hodinu a pol. Začal vytlačením modelu na základni uprostred púšte, pokračoval jeho skúšaním, úpravami designu a skončil zahájením výroby na 3D tlačiarni. S novou časťou v rukách bol tím pripravený ju okamžite použiť a zhromažďovať požadované údaje.
“To bolo pre nás nové. V minulosti sme používali aditívnu výrobu, ale nemali sme možnosť prototyp vyrobiť okamžite,” uviedol Doe. “Okrem toho materiály, ktoré sme použili na 3D tlačiarni METHOD X, najmä nylon s uhlíkovým vláknom, vykazovali lepšie vlastnosti, než na aké sme boli zvyknutí v minulých rokoch.“ V aute je pomerne dosť dielov, v pozíciách blízko motora alebo kolies a bŕzd, ktoré musia odolávať teplotám až 120 ° C. S týmito teplotami sa tradičné FDM materiály zle vysporiadajú, čo nás núti vyrábať diely z hliníka, ktorý je drahý. V tomto prípade sme diely tlačili z nylonu s uhlíkovým vláknom, ktorý je taktiež schopný odolať veľmi vysokým teplotám, je pevný a ľahký. Kompozitné tlačové materiály s uhlíkovým vláknom nám skutočne otvorili prístup k mnohým novým aplikáciám.“
Doe pokračoval: „Vzhľadom na to, že hustota použitých tlačových materiálov je o toľko nižšia, v porovnaní s tradičnou výrobou z hliníka alebo ocele, dokázali sme vyrobiť súčasti, ktoré sú oveľa ľahšie, než je typické. Nové materiály nám dávajú neobmedzenú slobodu efektívne testovať súčiastky, ktoré potrebujeme.“
Diely, ktoré odolajú, ale aj dobre vyzerajú
Z nylonu s uhlíkovým vláknom bol tiež vytlačený ľahký tvarovaný úchyt pre jednu z trysiek protipožiarneho systému umiestnenú v strede kabíny. Vzhľadom na veľkosť automobilov bolo každé vozidlo vybavené dvoma systémami hasenia požiaru. S extrémne horúcim preplňovaným motorom, 500-litrovou palivovou nádržou a ďalšími vysoko horľavými materiálmi je potlačenie ohňa zásadné. Úchyt je obvykle vyrobený z kovu, ako je oceľ alebo hliník, takáto výroba je časovo náročná a nákladná. Nylon s uhlíkovým vláknom je ideálnou ľahkou alternatívou ku kovu vďaka svojej vysokej pevnosti, tepelnej odolnosti a tuhosti.
“Chceli sme sa 3D tlačou čo najviac vzdialiť od typickej skladanej hliníkovej konzoly a mať tak v kokpite niečo jedinečné.” 3D tlačiareň METHOD X nám umožnila experimentovať a nový typ trysky bol tak príjemnou rovnováhou formy a funkcie. Nakoniec úchyt vyzeral desaťkrát lepšie ako ten, ktorý sme mali v minulosti, a to bez výrazných nákladov,“ povedal Doe.
V ústrety roku 2022 a ešte ďalej
„Vďaka 3D tlačiarňam METHOD X a digitálnemu inventáru dielov a nástrojov sme schopní tlačiť na počkanie a pracovať tak svižnejšie a efektívnejšie. Na nadchádzajúce roky máme veľmi ambiciózne plány a chceme zvýšiť počet vozidiel. Ako pokračujeme v raste, možno budeme potrebovať aj viac 3D tlačiarní. Cena je v porovnaní s inými druhmi výrobných procesov relatívne nízka, preto sa investícia z dlhodobého hľadiska veľmi oplatí. Čaká nás množstvo projektov, takže bude viac príležitostí METHODY otestovať,“ uzavrel Doe.
