Der Porsche GT2 RS Clubsport-Rennwagen von Brumos Racing, der beim Pikes Peak International Hill Climb (PPIHC) 2023 den Sieg errang und Rekorde in der Time Attack 1-Klasse aufstellte, war mit einem 3D-gedruckten Einlasskanal für Kühlluft ausgestattet. Dieser wurde auf dem EXT 1070 Titan Pellet von 3D Systems hergestellt. Airtech, ein führender Anbieter von 3D-gedruckten Werkzeugen aus Verbundwerkstoffen und Hersteller von Pelletrohstoffen, arbeitete für den Druck des Kanals mit der Application Innovation Group (AIG) von 3D Systems in Colorado Springs zusammen. Der Kanal wurde aus Dahltram-Pellets von Airtech gefertigt.
Foto von Larry Chen
Der 3D-Druck von Endnutzungsteilen für das Auto hat uns definitiv einen Wettbewerbsvorteil verschafft.—– David Donohue, Fahrer
Front des Porsche GT2 RS Clubsport-Rennwagens von Brumos Racing (Stoßstangen entfernt, um den 3D-gedruckten Ansaugkanal zu sehen)
CAD-Rendering des Kanalmodells
Hintergrund: Bau eines besseren Rennwagens
Das Brumos-Rennteam verwendet seit 2022 den 3D-Druck, um das Design und die Aerodynamik des Wagens zu verbessern. Hierbei kommen 3D-gedruckte Werkzeuge für Layup-Formen aus Verbundwerkstoff und für kleinere Endnutzungsteile am Auto zum Einsatz. Doch bis zu diesem Jahr fehlten dem Team aufgrund der Größenbeschränkungen des hauseigenen 3D-Druckers die Mittel, größere einteilige Bauteile herzustellen. Deshalb musste der Kanal in drei Teilen und mit zwei Trennwänden konstruiert werden, die mit Verbindungsflanschen miteinander verbunden werden mussten. Der zusammengebaute Kanal, der im Rennen 2022 verwendet wurde, erfüllte seinen Zweck, erlitt jedoch während der Tests und des Wettbewerbs Spannungsrisse. Diese Risse beeinträchtigten den Abtrieb und die Kühleffizienz des Fahrzeugs und führten in schweren Fällen zum vollständigen Ausfall des Teils. Oftmals waren Reparaturen mit Klebstoff oder Klebeband erforderlich.
Kühleransaugkanal wird auf dem 3D-Drucker EXT 1070 Titan Pellet gedruckt
Lösung: Verbesserungen am Design und Großformatdruck
Für das Rennen 2023 arbeiteten Fahrer David Donohue und Dmitry Orlov von BBI Autosports eng zusammen, um den neuen, leichteren einteiligen Kanal zu entwerfen. Dieser verfügt über Verstärkungsrippen, integrierte Montagehalterungen, Montageflansche und eine überarbeitete Geometrie, um Platz für verbesserte Splitter-Montagehalterungen und Fahrgestell-Luftheber zu bieten. Airtech stellte der AIG von 3D Systems eine vorkommerzielle Version seiner kohlenstofffaserverstärkten Hochleistungs-Polyamidharz-Pellets zur Verfügung. 3D Systems gelang es, schnell Druckparameter zu entwickeln, die ein hochwertiges, hochauflösendes Teil mit der für die Endanwendung erforderlichen Festigkeit lieferten.
„Die Plattform EXT Titan Pellet war perfekt hinsichtlich Größe, Umgebung und Durchsatz“, sagte Gregory Haye, Director of Additive Manufacturing bei Airtech. „Der Drucker ist ausreichend groß, um diese Art von Bauteilen mit einem Extruder-Durchsatz herzustellen, der hoch genug ist, um die beste Schicht zu erzielen. Außerdem bietet er eine beheizte Kammer und ein ebensolches Druckbett.“
Mit dem 3D-Drucker EXT 1070 Titan Pellet von 3D Systems wurde der 32 Zoll breite und 12 Zoll hohe Ansaugkanal für den Kühler in nur 36 Stunden erfolgreich gedruckt. Der moderne Pelletextruder, die beheizte Druckerplatte und die aktiv beheizte Kammer des Titan-Systems sorgten für eine präzise Temperaturkontrolle, was zu hervorragender Dimensionsstabilität, Genauigkeit und Schichthaftung führte und die Leistung des kohlenstofffaserverstärkten Polyamidharzes von Airtech nutzte.
„Der Hill Climb findet in unserem Hinterhof hier in Colorado Springs statt. Daher waren wir begeistert, bei diesem Projekt mit Airtech und dem Brumos Racing-Team zusammenarbeiten zu können“, sagte Clay Guillory, Leiter der Abteilung EXT Titan Pellet bei AIG. „Das Auto ist ein Kunstwerk und David ist ein unglaublich talentierter Fahrer. Ich bin begeistert, dass wir zu seinem unglaublichen Sieg beitragen konnten.“
Fahrer David Donohue und der Porsche GT2 RS Clubsport-Rennwagen von Brumos Racing
Ergebnis: Rekorderfolg
Das überarbeitete Design, die Materialauswahl und der moderne Fertigungsansatz bewiesen nicht nur die Robustheit bei ersten Test- und Qualifikationsläufen, sondern überstanden auch Donohues Rekordrennen auf den America’s Mountain am 25. Juni. Donohue belegte den ersten Platz in der Time-Attack-Division, den vierten Gesamtrang, und er übertraf den Time-Attack-1-Streckenrekord, den er zuvor im Jahr 2019 aufgestellt hatte, um 20 Sekunden. Er erreichte den 4275 m hohen Gipfel und absolvierte die 20 km lange Strecke mit ihren atemberaubenden 156 Kurven in nur 9 Minuten und 18,053 Sekunden.
„Die additive Fertigung ermöglicht einen strafferen Zeitplan und ein geringeres Budget, was im Rennsport alles bedeutet. Ich denke, dass es in dieser Branche großen Widerstand gegen den Einsatz des 3D-Drucks gibt, aber er funktioniert ja ganz offensichtlich“, sagte Donohue.
