阿尔卑斯山F1车队冠军增材制造在精英赛车中的快速创新

没有什么比一级方程式赛车(F1)对速度的需求更明显了，世界上最快、技术最先进的汽车在不到三秒的时间内从0加速到60英里每小时，而最高速度约为220英里每小时。

60多年来，F1一直引领着赛车性能创新的步伐。虽然估计各不相同，但在一辆典型的F1赛车中可以找到成千上万个独立的部件。总之，这些汽车部件中的许多都带来了超出人们对速度和灵活性预期的新的工程奇迹，包括它们的设计和制造方式。

长期以来，F1车队一直采用尖端的3D打印机器、材料和工艺，以帮助生产更轻、更强、更坚固和更高效的部件。对于阿尔卑斯山F1车队，加法制造在每一个转折点都有突破性的表现，包括车队在2021赛季的第一场F1胜利。2021年8月1日，在布达佩斯举行的匈牙利大奖赛上，当阿尔卑斯山F1车队车手埃斯特班·奥康(Esteban Ocon)的方格旗迎风飘扬时，增材制造车队也取得了一场重大胜利。

据阿尔卑斯山F1车队高级数字制造经理Pat Warner和长期3D打印支持者表示，该团队一直在寻找可靠性和功率的下一步。“增材制造非常适合赛车部件，”华纳解释道。“我们广泛使用增材制造。我们的排气系统、发动机、空气动力学、液压、支架、冷却、电子设备中都有组件，现在我们有相当多的材料和技术可用。”

时机就是一切

在一项以毫秒衡量胜负的运动中，某些部件的生命周期可以用小时或天来计算。除了重量，还有一长串因素需要考虑，比如零件的形状或材料在恶劣条件下的表现如何。“f1是一个充满挑战的环境，”华纳说。“重力很大，温度也很高，这取决于零件在汽车上的位置。在整个比赛过程中，所有这些部件都必须承受压力和循环。”

时间至关重要。当新部件需要设计、开发并交付到赛马场，以便安装到当天驾驶的汽车上时，几乎没有出错的余地。满足对备件的需求也需要加快生产。总的来说，这种令人难以置信的快节奏需要一种与传统制造业不相关的敏捷性和响应能力，在传统制造业中，开发原型、模具和产品固定装置指导常规流程可能需要几个月甚至几年的时间。

最近在欧洲进行的一次试驾就是这种情况。当Alpine F1车队联系Jabil为几天后的一项赛事做准备时，需要特定的部件来让测试有价值，Jabil团队迅速开始工作。Jabil添加剂工程总监Brett Lyons回忆说:“我们马上就开始制作零件，在几天内就完成了，检查了它们，并准备好了。”然而，当团队把零件送到快递公司时，已经太晚了。他补充说:“我们知道时间对阿尔卑斯山F1车队来说是多么宝贵，所以我们把我们的一名工程师带上了飞机。”“为了满足他们的时间表和交货时间，他把零件带过去了。”

除了时间限制外，F1车队还必须满足空气动力学、重量、耐久性和其他战略考虑方面的特定要求。Alpine F1车队战略顾问鲍勃·贝尔(Bob Bell)表示:“F1车队要想成功，必须做好很多事情。”“其中最重要的一点是，生产一辆可靠、稳定、尽可能轻、尽可能坚固的汽车，同时确保零部件发挥最大效率。”

为此，F1车队经常尝试不同形状和尺寸的零件来提高性能。Alpine F1车队技术与创新合作伙伴负责人Ian Goddard解释说:“增材技术确实适用于F1，因为它为我们提供了不受CNC加工和传统零件制造规则限制的创造力。”“我们可以优化设计、重量、结构，并通过独特的几何形状和拓扑结构获得真正的创意，这是其他任何东西都无法做到的。”

持续改善增材制造材料，尤指用于航空航天还有其他部分汽车工业，也为优化设计带来了新的机会。然而，对于大多数F1车队来说，最重要的挑战是应对日益复杂的快速进化添加剂材料，机器和工艺这正在改变整个行业。

卓越工程

对于Alpine F1车队来说，与Jabil Additive的长期合作增强了车队在实现持续创新追求时快速果断行动的能力。自2017年以来，捷普添加剂与阿尔卑斯山F1车队合作，建立并执行了一个坚实的成功路线图。华纳说:“Jabil明白我们的要求很严格，这是非常明智的。”“它们就像我们团队的延伸，让我们能够以相当快的速度开发新部件。”

这种加速的步伐加强了捷普的反应能力和日益灵活的能力。莱昂斯解释说:“与阿尔卑斯山F1车队合作是一次美妙的经历，这真的促使我们尽可能快地做出反应。”“他们有谨慎的技术要求，以保持每周或每两周的比赛日程，这要求零件在几天内交付。”

捷普添加剂与Alpine F1车队合作，推动工程卓越，参与深度潜水技术探索，新型3D打印机评估和下一代增材材料的共同开发，以及制造工艺开发和最终部件生产。贝尔指出:“捷普勒吸引我们的是其运营的规模和多样性，以及在制造业创新和前进的动力。”“我们一直在寻找下一个制造业创新，捷普也有同样的展望。”

捷普投资于高温、高性能聚合物和金属增材制造机器，用于印刷材料，非常适合航空航天、f1和医学应用．所有必要的后处理和质量检查都在后端进行，以实现尽可能好的结果。贝尔补充说:“我们在工厂内开发汽车的许多流程都严重依赖于添加剂技术。”“我们生产夹具、工具和夹具以及组件本身。所以你在赛车上看到的只是该技术其他用途的冰山一角。”

Alpine F1车队还受益于捷普的Workcell业务模式，该模式致力于个人倡导者帮助管理成本以及交付时间表。这种独特的管理结构确保了捷普的全球制造能力以最有效的方式应用优势，以适应紧张的设计截止日期和快速的制造周转。

的Jabil增材制造网络在美国、中国、匈牙利、墨西哥、新加坡和西班牙的先进设施中，有200多台机器无缝运行，运行着一系列严格的流程。Lyons说:“我们在维护捷普的AS9100、ISO 9001和ISO 13485质量管理认证方面投入了大量精力，因为它们是始终如一、反复提供最佳结果的基础。”

合作催生创新

一级方程式赛车是一项高风险的运动，数百万美元和工程时间用于研究汽车空气动力学和机械性能的各个方面。严格关注天气和赛道条件的影响，以及不同部件几何形状对重量、速度和耐用性的影响。不同专家之间需要进行大量的合作和校准，以了解每个环境和几何变量，这些变量可以通过创新、材料、产品设计和制造工艺来改善。

在整个赛车赛季中，在数小时或数天内生产新零件的能力与单项比赛和总冠军的输赢直接相关。因此，永无止境的追求就是找到更快、更少浪费地制造更好零件的方法。戈达德说:“你总是希望为最终的工作优化零件。”“我们要替换什么?”是传统的金属部件还是复合材料部件?也许是混血儿。归根结底，使用添加剂金属重新设计传统零件，这真的能让我们做一些不同的事情。”

这个集体团队正在一起寻找新的材料和制造方法，以实现以前无法完成的事情。Warner补充道:“与Jabil Additive的合作使我们能够利用他们的专业知识开发满足我们需求的下一代材料。”“捷普团队非常善于理解我们对材料的要求，同时也知道它在航空航天等其他行业的应用。开云体育手机app下载安装苹果我们可以提前测试新材料，这对我们来说是一个关键优势。”

在捷普，材料科学家和工程师正在与Alpine F1车队合作，创造、制定和生产新的聚合物和金属材料。这些材料不仅提供了前所未有的设计自由度;它们能够开发其他轻而耐用的部件，适用于各种应用和不同的环境条件。

贯穿这一宝贵合作伙伴关系的协作文化是未来继续使用增材制造制定卓越和创新新标准的晴雨表。“我们和贾比尔的关系很好，”贝尔总结道。“我们可以拿起电话说，‘嘿，我们遇到了这个问题’，然后得到即时支持。在我们这个行业，我们的生死取决于敏捷性和速度，所以有一个能让我们敏捷、灵活并获得新兴技术的合作伙伴非常重要。”