Elan Motorsports brauchte Hilfe bei der Entwicklung eines Kraftstoffverteilers. Ein komplexes Bauteil und die anspruchsvolle Umgebung des Tanks waren große Herausforderungen. Ein neuer Verteiler, der mit SLS-Material erstellt wurde, wurde direkt gefertigt und in mehreren Rennen eingesetzt, z. B. beim Indianapolis 500.

Teilkomplexität, aufwendige Tankform

Als Teil der Panoz Group produziert Elan Motorsports Technologies (EMT) Rennwagen und verwendet Kohlefaserverbundtechnologien in verschiedenen Anwendungen. Angesichts einer knappen Frist schlossen sich EMT und die Panoz Group mit dem On-Demand-Fertigungsservice von 3D Systems zusammen, um einen Vorlaufverteiler mit Kraftstoffentlüftung zu entwickeln. Hierbei handelt es sich um eine zweiteilige Baugruppe, die in einem Methanol-Kraftstofftank in mehreren der Rennwagenkarosserien des Unternehmens eingesetzt werden sollte.

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Der zweiteilige, mit dem SLA-3D-Druck gefertigte Vorlaufverteiler mit Kraftstoffentlüftung zeichnet sich durch hohe Festigkeit und thermische Beständigkeit aus

Dies erwies sich als kein leichtes Unterfangen, da verschiedene Herausforderungen zu bewältigen waren, wie z. B. die Komplexität der Teile und die Tankumgebung selbst. Die Teile waren komplex. Da es sich außerdem um einen erstmaligen Test handelte, war die Menge, die produziert wurde, zu gering, um die Kosten und die Zeit für eine konventionelle Fertigung zu rechtfertigen.

 

 

Starke Teile behalten ihre Form unter hohen Temperaturen

Die nächste Herausforderung war die belastende Tankumgebung, in der die Teile funktionieren mussten. Die Teile würden vollständig im Methanol-Kraftstofftank eingetaucht sein, müssten dem Methanol-Kraftstoff widerstehen und ihn nicht absorbieren. Absorbierten die Teile den Treibstoff, würden sie innerhalb des Tanks aufschwimmen, was zu ernsthaften Problemen bei der Belüftung führen würde. Formstabilität und Festigkeit waren weitere Herausforderungen, die die Teams von EMT und 3D Systems bewältigen mussten. Belastungen wie hohe Temperaturen und extreme Vibrationen bedeuteten, dass der Kraftstoffentlüftungsstutzen stabil genug sein musste, um seine ursprüngliche Form unter den hohen Temperaturen zu behalten. Außerdem musste er genau da im Tank befestigt bleiben, wie es vom ursprünglichen Design vorgeschrieben war, und durfte sich nicht durch Vibrationen lösen. Dies erforderte eine einzigartige Herangehensweise an die normalen Methoden für die Prototypenerstellung. 3D Systems stand für diese Herausforderung für die direkte Fertigung bereit.

Bessere Leistung beim Testen

Das ‚On Demand Modeling’ von 3D Systems, ein branchenführendes Dienstleistungsunternehmen, das sofortige Online-Angebote und innovative Fertigungslösungen anbietet, erkannte, dass die direkt hergestellten Teile eine überragende Festigkeit benötigen würden. Diese war erforderlich, damit die Teile den rauen thermischen Bedingungen standhalten konnten. Man entschied sich daher schnell für das selektive Lasersintern (SLS) von 3D Systems und den neuen, zähen, schlagfesten Kunststoff DuraForm EX Plastic.

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Ein 3D-gedruckter Verteiler aus SLS Duraform EX Plastic von 3D Systems

„Mit etwas anderem als DuraForm EX Plastic hätten wir es nicht geschafft“, sagte Jason Dickman. „Wir haben so viele erfolgreiche Unternehmen, die davon profitieren.“

ODM arbeitete mit einem seiner Partner zusammen und verwendete den DuraForm EX-Kunststoff sowie eine neu entwickelte Mehrschichttechnik, um eine verbesserte funktionelle Baugruppe mit größerer Langlebigkeit zu schaffen. Der Vorlaufverteiler mit Kraftstoffentlüftung schnitt im Test durch Kombination eines temperierenden Plasmaspritzens und einer Infiltrationsbeschichtung besser ab.

Die aufgebrachte Gesamtstärke wurde mit 25 bis 38 Mikron (1 bis 1,5 mils) gemessen. Der Temperiervorgang dauerte nur 20 Minuten und trocknete innerhalb weniger Minuten.

DuraForm EX geht ins Rennen

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Rennteams mit Siegerpotential nutzen den 3D-Druck zu ihrem Vorteil

EMT produziert immer wieder die besten Motorräder und bewertete die direkte Fertigungslösung von 3D Systems für seine Verteilerentlüftung als überragend im Design und herausragend in der Funktionalität. EMT und die Panoz Group setzten die neuen DuraForm EX-Teile erfolgreich in mehreren Rennen ein, darunter beim Indianapolis 500, Michigan 300, beim Rennen in Las Vegas und beim INDY-Rennen in Florida.