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Aug 10, 2023

F1 팀이 모터스포츠에 3D 프린팅을 적용한 다양한 방법

속도, 무게 감소, 개발 주기가 핵심인 스포츠에서 3D 프린팅과 F1이 불타오르는 집처럼 인기를 끄는 것은 당연한 일입니다. 매년 3D 프린팅을 활용한

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속도, 무게 감소, 개발 주기가 핵심인 스포츠에서 3D 프린팅과 F1이 불타오르는 집처럼 인기를 끄는 것은 당연한 일입니다. 매년 F1에서 3D 프린팅의 사용이 확대되었으며 팀은 이 기술을 활용하여 개발 프로세스를 그 어느 때보다 빠르게 추진하고 있습니다. 이 기사에서는 이러한 3D 프린팅 노력 중 일부와 팀과 제조업체가 이 기술을 스포츠에 통합하는 방법을 살펴봅니다. 선택할 수 있는 사례가 너무 많았지만 결국에는 지금까지 F1에서 진행된 가장 좋아하는 프로젝트 6개를 강조했습니다.

ULTEM 1010 재료를 사용하여 Stratasys Fortus 900mc 3D 프린터에서 제작된 McLaren MCL32 리어 윙 플랩용 복합 레이업 도구입니다.

2017년 McLaren은 자사의 3D 프린터를 더 많이 구매하여 3D 프린팅 회사인 Stratasys와의 제조 관계를 확장한다고 발표했습니다. 팀은 부품을 인쇄하고, 자동차 개발을 가속화하고, 열에 민감한 부품을 제조하기 위해 회사의 FDM(융합 적층 모델링) 프린터를 사용해 왔지만 그 능력을 높이고 싶었습니다.

McLaren이 선보인 많은 3D 프린팅 업그레이드 중 하나는 리어 윙 플랩이었습니다. 레이스 날개 플랩 자체는 3D 프린팅되지 않았지만 탄소 섬유 강화 복합재를 성형하는 데 사용된 레이업 도구는 3D 프린팅되었습니다. 이 도구는 ULTEM 1010 재료를 사용하여 Fortus 900mc Production 3D 프린터에서 제작되었으며 인쇄하는 데 3일이 걸렸습니다. 인포그래픽에 표시된 고온 복합 구조는 리어 윙의 다운포스를 증가시키고 차량이 랩당 수십 분의 1을 줄이는 데 도움이 되도록 설계되었습니다. 이 기술을 통해 McLaren은 회로별 다운포스 요구 사항을 신속하게 변경하고 차량이 최대 성능을 발휘하도록 설정할 수 있었습니다.

McLaren은 2023 시즌에도 Stratasys 3D 프린터를 계속 사용하며 F1의 여름 휴가를 앞두고 두 번째로 빠른 자동차를 보유하게 된 이유 중 하나일 수 있습니다.

3D 프린팅된 피스톤의 상단 부분. (사진=포르쉐 제공)

일부 F1 팬들이 듣고 놀랄 수 있는 자동차 부품 중 하나는 3D 프린팅된 실제 엔진 피스톤입니다! 예, Ferrari는 금속 3D 프린팅에 대한 탐구와 회사가 이를 사용하여 엔진 피스톤을 제조할 수 있는 방법에 대해 공개적으로 이야기했습니다. 회사는 이 기술이 자동차의 무게를 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 엔진의 신뢰성도 높일 수 있다고 믿습니다.

특히 Ferrari는 3D 프린팅 피스톤을 제조하는 데 사용할 수 있는 다양한 강철 합금 분말을 탐색해 왔습니다. 이 회사는 일반적으로 사용되는 알루미늄 합금 분말에서 벗어나 극한의 온도에서도 파손되지 않고 변형에 더 잘 견딜 수 있는 강철 합금에 의존하기를 원했습니다. 강철 합금은 더 무거울 수 있지만 Ferrari는 부품의 강도를 유지하면서 무게를 줄이기 위해 벌집 패턴과 같은 무게 절약 격자 디자인을 통합할 수 있습니다.

페라리는 엔진 설계를 위한 3D 프린팅을 탐구하는 유일한 기업은 아니지만 이에 대해 가장 적극적으로 참여하고 있는 기업 중 하나입니다.

3T AM(이전의 3T RPD)에서 개발한 3D 프린팅 롤 후프 컨셉입니다. (이미지 제공: 3T AM.)

3D 프린팅과 F1은 최근 몇 년간 관계를 확대했지만 기술이 주류가 되기 전에 팀은 3D 프린팅이 선전된 이점을 제공할 수 있다는 것을 알아야 했습니다. 2012년에 이전에 3T RPD였던 3T AM은 이러한 노력을 도왔고 자체적인 3D 프린팅 롤 후프 컨셉을 제작하여 F1에 금속 3D 프린팅의 이점을 보여주었습니다.

티타늄 롤 후프는 Ti6Al4V 티타늄 합금과 Within Technologies의 맞춤형 격자 디자인을 사용하여 2kg의 무게를 줄였습니다. 차량 롤링 중 운전자의 머리를 보호하는 데 필요한 구조적 강도를 생성하기 위해 얇은 벽과 내부 격자 구조의 통합을 포함하여 Within Enhanced 소프트웨어를 사용하여 디자인을 최적화했습니다.

F1 팀은 롤 후프에 대해 긍정적인 피드백을 받았으며 이후 일부 F1 차량에 통합되었습니다.

EOS의 3D 프린팅 브레이크 페달 컨셉 이미지. (이미지 제공: EOS)