Làm thế nào để một chiếc xe đua có thể đạt được tốc độ tối đa mà vẫn đảm bảo độ bền và hiệu suất cao? Câu trả lời có thể nằm ở một công nghệ sản xuất đột phá: in 3D kim loại. Bài viết này sẽ đưa bạn vào hậu trường của đội đua Lions Racing Team để khám phá cách họ đã sử dụng công nghệ này để chế tạo những bộ phận xe đua cực kỳ phức tạp và hiệu quả 

Động cơ xe đua in 3D kim loại SLM bởi Lions Racing Team

Giải đua Formula Student và Đội đua Lions 

Formula Student là một cuộc thi thiết kế xe đua quốc tế, nơi các sinh viên từ khắp nơi trên thế giới cùng nhau thiết kế, chế tạo và vận hành những chiếc xe đua công thức 1 thu nhỏ. Giải đua không chỉ là một cuộc tranh tài về tốc độ mà còn là một sân chơi để sinh viên ứng dụng những kiến thức đã học vào thực tế, rèn luyện kỹ năng  và phát triển các giải pháp sáng tạo. 

Đội đua Lions là một trong những đội đua nổi bật trong giải Formula Student và được đại diện ở hạng mục khởi động dành cho động cơ điện. Với tinh thần sáng tạo và đam mê tốc độ, các thành viên của đội luôn không ngừng tìm kiếm những giải pháp đột phá để nâng cao hiệu suất của chiếc xe đua 

Động cơ xe đua in 3D kim loại SLM bởi Lions Racing Team

Cuộc thi Formula Student đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo những kỹ sư tài năng cũng như mang đến những giải pháp tối ưu mới cho xe đua. Với tính cạnh tranh cao, các đội đua không ngừng tìm kiếm những công nghệ mới để cải tiến xe đua, từ đó thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô. 

Kiến thức liên quan:

TOP 6 ĐIỀU BẠN CẦN BIẾT VỀ CÔNG NGHỆ IN 3D KIM LOẠI 

Những khó khăn trong thiết kế xe đua và giải pháp đột phá 

Ngành công nghiệp đua xe luôn là cuộc đua không ngừng nghỉ để đạt được hiệu suất tối ưu. Các đội đua luôn phải đối mặt với những thách thức vô cùng lớn trong việc thiết kế và chế tạo những chiếc xe đua, các kỹ sư phải quan tâm đến các yếu tố: 

  • Tối ưu hóa hiệu suất: Mỗi gram trọng lượng giảm và mỗi phần trăm tăng thêm về công suất động cơ đều có thể tạo ra sự khác biệt lớn trên đường đua. Các kỹ sư phải tìm cách cân bằng giữa hiệu suất, độ bền và trọng lượng của xe. 

  • Độ bền: Xe đua phải chịu đựng những điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, lực va đập lớn và sự mài mòn liên tục. Các bộ phận của xe phải đảm bảo độ bền cao để có thể hoàn thành cuộc đua. 

  • Làm mát động cơ: Động cơ của xe đua hoạt động ở nhiệt độ rất cao. Việc làm mát động cơ hiệu quả là vô cùng quan trọng để đảm bảo động cơ hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ. Tuy nhiên, hệ thống làm mát cũng phải gọn nhẹ và không làm tăng trọng lượng của xe 

Động cơ xe đua in 3D kim loại SLM bởi Lions Racing Team

Các kỹ sư đã không ngừng tìm kiếm những công nghệ đột phá. Trong những năm gần đây, công nghệ in 3D đã tạo nên một cuộc cách mạng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả ngành công nghiệp ô tô. Nhận thấy tiềm năng to lớn của công nghệ này, đội đua Lions đã quyết định ứng dụng in 3D kim loại vào quá trình thiết kế và chế tạo các bộ phận của xe đua. Công nghệ in 3D kim loại cho phép các kỹ sư tự do sáng tạo và thiết kế các cấu trúc phức tạp mà không cần lo lắng về khả năng sản xuất 

Cải tiến xe đua F1 bằng Công nghệ in 3D SLM 

Chiếc xe do sinh viên phát triển gồm 4 động cơ điện đặt ở moay bánh xe để truyền lực cho lốp thông qua hộp số mang bánh tích hợp. Để hạn chế sự tích tụ nhiệt từ các động cơ này và sử dụng động cơ ở hiệu suất cao hơn, chúng được làm mát cục bộ.  

Động cơ xe đua in 3D kim loại SLM bởi Lions Racing Team

Động cơ xe đua in 3D kim loại SLM bởi Lions Racing Team

Với mục tiêu kiểm soát nhiệt độ, một hệ thống làm mát bằng nước được tích hợp vào xe, nơi nước làm mát được dẫn xoắn ốc xuống từng vỏ động cơ, lấy nhiệt từ động cơ điện và tỏa nhiệt vào luồng khí đi qua trong bộ tản nhiệt. Để cải thiện hiệu suất làm mát, các kỹ sư đã tập trung vào một số điểm sau: 

  • Vỏ động cơ bằng nhôm: Việc chuyển đổi từ vỏ động cơ bằng nhựa sang nhôm có độ dẫn nhiệt cao hơn đã giúp tăng cường khả năng truyền nhiệt từ động cơ ra môi trường xung quanh. 

  • Miếng đệm kín: Để đạt được mục tiêu đầu tiên là cải thiện các miếng đệm, cần có các rãnh vòng chữ O và một khoảng cách hẹp giữa động cơ và vỏ động cơ. Việc sử dụng công nghệ in 3D kim loại đã cho phép tạo ra các rãnh chữ O chính xác, đảm bảo độ kín khít của hệ thống, ngăn ngừa rò rỉ nước làm mát. 

  • Kênh làm mát: Hệ thống kênh làm mát được thiết kế tinh vi dạng xoắn ốc, giúp nước làm mát tiếp xúc tối đa với bề mặt động cơ, tăng cường hiệu quả làm mát. 

  • Kết hợp làm mát bằng không khí: Ngoài hệ thống làm mát bằng nước, việc tận dụng luồng không khí đi qua vỏ động cơ cũng góp phần làm giảm nhiệt độ

Kiến thức liên quan: 

LỢI ÍCH CỦA IN 3D KIM LOẠI TRONG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP 

MÁY IN 3D SLM IN ĐƯỢC VẬT LIỆU BỘT KIM LOẠI NÀO? 

Động cơ xe đua in 3D kim loại SLM bởi Lions Racing Team

Động cơ xe đua in 3D kim loại SLM bởi Lions Racing Team

Theo thiết kế tiêu chuẩn vỏ động cơ được làm bằng nhựa nhưng với mẫu xe đua LR17 này được chế tạo bằng nhôm sử dụng quy trình nung chảy laser chọn lọc (Selective laser melting) của máy in 3D kim loại SLM 280. Việc sử dụng vật liệu nhóm cũng giúp các vòng chữ O hoạt động tối ưu (vì vỏ động cơ được sản xuất bằng nhôm nên nó có độ giãn nở nhiệt rất giống nhau và khoảng cách giữa động cơ và vỏ động cơ luôn luôn thu hẹp) 

Thông tin máy in 3D kim loại SLM 280: 

 

Xem chi tiết SLM 280 

Kết quả ấn tượng nhờ Công nghệ in 3D kim loại 

Các kỹ sư của Lions tập trung chủ yếu vào việc cải thiện và đơn giản hóa việc làm kín, ống kết nối ổn định cho các ống dẫn nước làm mát và tăng khả năng tản nhiệt từ động cơ điện và hệ thống nước. 

Trước đây vỏ động cơ được làm bằng nhựa, các ống kết nối có thể bị vỡ dưới tải trọng nhẹ. Nhờ vào công nghệ in 3D kim loại SLM, điều này đã được loại bỏ bằng thiết kế vỏ nhôm mạnh mẽ, độ dày thành của các ống kết nối được giảm và đường kính trong được tăng lên. Điều này làm giảm sức cản trong hệ thống làm mát bằng nước, làm tăng lưu lượng khối, do đó làm tăng khả năng làm mát của toàn bộ hệ thống. 

Động cơ xe đua in 3D kim loại SLM bởi Lions Racing Team

Vì có 4 động cơ điện đặt ở moay bánh xe và vỏ động cơ tương ứng của xe đua được tiếp xúc trực tiếp với luồng khí, nên tạo ra hiệu ứng làm mát bổ sung. Tùy thuộc vào vị trí hoạt động và điều kiện xung quanh, vỏ động cơ có thể tạo ra thêm 250-500W khả năng làm mát. Điều này tương ứng với công suất làm mát chính 7,5 kW trên 2 bộ tản nhiệt lớn và đạt được khoảng 7%.  

Tìm hiểu thêm: 

Galperti Group Rút Ngắn 80% Thời Gian Sản Xuất Với SLM 280 

TẠO RA CÁNH BƠM TIÊN TIẾN VỚI IN 3D KIM LOẠI CHO NGÀNH HÀNG HẢI 

Tương lai của in 3D kim loại trong ngành công nghiệp ô tô 

Động cơ xe đua in 3D kim loại SLM bởi Lions Racing Team

Nhờ phương pháp in 3D kim loại của SLM, xe đua đã có những thay đổi lớn: ổn định kết nối và cải thiện tản nhiệt, tất cả đều có trọng lượng giống hệt như thiết kế trước đó. In 3D đang tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp ô tô, mang lại những thay đổi sâu sắc:  

  • Tùy biến cao: Tạo ra các bộ phận có hình dạng phức tạp, khó gia công bằng các phương pháp truyền thống, như khung sườn, hệ thống treo, và các chi tiết nội thất 

  • Tạo ra các khung sườn nhẹ và cứng cáp: In 3D cho phép tạo ra các cấu trúc tổ ong hoặc lưới giúp giảm trọng lượng mà vẫn đảm bảo độ cứng vững 

  • Rút ngắn chu kỳ phát triển sản phẩm: Giảm thời gian từ khâu thiết kế đến sản xuất, giúp các nhà sản xuất nhanh chóng đưa ra thị trường những mẫu xe mới 

  • Giảm lãng phí vật liệu: Chỉ sử dụng lượng vật liệu cần thiết, giảm thiểu chất thải và chi phí. 

  • Tăng cường hiệu suất: Tạo ra các bộ phận có độ chính xác cao, giúp tăng cường hiệu suất và độ bền của sản phẩm. 

  • Sửa chữa và bảo trì: In 3D các bộ phận thay thế nhanh chóng bằng công nghệ cold spray, giúp giảm thời gian ngừng hoạt động của xe 

Trong tương lai, với khả năng tạo ra các sản phẩm phức tạp, tùy biến cao và giảm chi phí, công nghệ này sẽ ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong tương lai. Tuy nhiên, để phát huy hết tiềm năng của công nghệ này, cần có sự đầu tư nghiên cứu và phát triển, cũng như xây dựng hệ thống tiêu chuẩn và quy định phù hợp 

Tìm hiểu thêm:  

Công Nghệ Cold Spray – Ứng Dụng Trong Sửa Chữa và Bảo Dưỡng Hàng Không 

In 3D FDM: Giải pháp Sản Xuất Hiệu Quả cho Phụ Tùng Ô Tô Số Lượng Ít 

In 3D FDM: Công cụ đắc lực cho kỹ sư ô tô trong việc tạo ra các đồ gá đỡ phức tạp 

Đọc toàn bộ case-study: LIONS RACING TEAM AND NIKON SLM SOLUTIONS 


Với Vinnotek, bạn sẽ không chỉ sở hữu một chiếc máy in mà còn có được kiến thức và kỹ năng để tự tin vận hành và tạo ra những sản phẩm độc đáo 

Vinnotek tự hào là người đồng hành đáng tin cậy cho các doanh nghiệp đang tìm kiếm giải pháp mới cho quy trình sản xuất của mình. Chúng tôi cung cấp đầy đủ các dịch vụ, từ việc cung cấp máy in 3D FDM Công nghiệp (BigRep, Raise3D, Mingda), máy in 3D kim loại tiên tiến SLM Solutions và phần mềm thiết kế chuyên nghiệp (Materialise, Hexagon) cho đến các khóa đào tạo chuyên sâudịch vụ thiết kế tính toán mô phỏng 

Hãy để Vinnotek giúp bạn khám phá thế giới của in 3D. Với các dịch vụ đa dạng và chất lượng cao, chúng tôi cam kết sẽ mang đến cho bạn những trải nghiệm toàn diện và tuyệt vời nhất.  

Liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất 

☎Số điện thoại: (+84)905300382 (Mr. Huân) 

📩Email: sales@vinnotek.com  

⚡LinkedIn: https://tinyurl.com/VINNOTEKlinkedin  

⚡Facebook: https://tinyurl.com/VINNOTEK 

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về chương trình đào tạo công nghệ in 3D của Vinnotek, xin vui lòng liên lạc với chúng tôi tại số điện thoại 0905300382 (gặp Mr. Huân) hoặc email huan.dau@vinnotek.com 

Bình luận của bạn sẽ được duyệt trước khi đăng lên
article