3D-печать как экономичная альтернатива испытаний в аэродинамической трубе
Аэродинамические испытания являются важной частью проектирования автомобиля, в то же время эксперименты в настоящей аэротрубе обходится недешево. В этой статье рассказываем о реальных кейсах, как аэродинамику гоночных машин удалось проверить с помощью напечатанных на 3D-принтере моделях. Преимущества 3D-печати — ценовая доступность, высокая скорость изготовления и возможность печатать прототипы без лишних затрат.
Аэродинамические испытания являются важной частью проектирования автомобиля, в то же время эксперименты в настоящей аэротрубе обходится недешево. В этой статье рассказываем о реальных кейсах, как аэродинамику гоночных машин удалось проверить с помощью напечатанных на 3D-принтере моделях. Преимущества 3D-печати — ценовая доступность, высокая скорость изготовления и возможность печатать прототипы без лишних затрат.
Печать модели автомобиля
Задача
Традиционно аэродинамические испытания проводятся в специальных трубах, которые помогают инженерам выяснить, как воздушный поток, проходящий над или вокруг транспортного средства, влияет на его характеристики.
Команда Agoria Solar Team — студенческий коллектив из Лёвена (Бельгия), участвующий в гонках автомобилей на солнечных батареях. При подготовке к соревнованиям команда решила построить масштабную модель своего автомобиля для испытаний в аэродинамической трубе.
Печать модели автомобиля
Задача
Традиционно аэродинамические испытания проводятся в специальных трубах, которые помогают инженерам выяснить, как воздушный поток, проходящий над или вокруг транспортного средства, влияет на его характеристики.
Команда Agoria Solar Team — студенческий коллектив из Лёвена (Бельгия), участвующий в гонках автомобилей на солнечных батареях. При подготовке к соревнованиям команда решила построить масштабную модель своего автомобиля для испытаний в аэродинамической трубе.
Решение
Модель для испытаний напечатали с помощью стереолитографии (SLA). Выбор 3D-печати был обусловлен прежде всего размером (длина 80 см), сложной формой и весом детали. Сочетание этих факторов делало ее изготовление традиционными методами практически невозможным.
Геометрия модели была сложной, с подвижной верхнеподвесной дверью, под которой должен находиться водитель. Этот элемент конструкции можно было снимать или устанавливать в процессе испытаний.
Команда выбрала 3D-печать, потому что она позволила сделать легкую, но точную и устойчивую к деформациям модель.
Решение
Модель для испытаний напечатали с помощью стереолитографии (SLA). Выбор 3D-печати был обусловлен прежде всего размером (длина 80 см), сложной формой и весом детали. Сочетание этих факторов делало ее изготовление традиционными методами практически невозможным.
Геометрия модели была сложной, с подвижной верхнеподвесной дверью, под которой должен находиться водитель. Этот элемент конструкции можно было снимать или устанавливать в процессе испытаний.
Команда выбрала 3D-печать, потому что она позволила сделать легкую, но точную и устойчивую к деформациям модель.
Результат
Через шесть недель команда получила напечатанную модель и приступила к испытаниям. Затем студенты перенесли данные, собранные с помощью масштабной модели, на реальный автомобиль и проверили результаты.
Цандер Раделет, специалист по аэродинамике в команде Agoria:
С помощью этой модели мы смогли проверить поведение автомобиля, и она показала себя очень хорошо. Когда мы повторили испытания в полном масштабе, все прошло гладко.
Результат
Через шесть недель команда получила напечатанную модель и приступила к испытаниям. Затем студенты перенесли данные, собранные с помощью масштабной модели, на реальный автомобиль и проверили результаты.
Цандер Раделет, специалист по аэродинамике в команде Agoria:
С помощью этой модели мы смогли проверить поведение автомобиля, и она показала себя очень хорошо. Когда мы повторили испытания в полном масштабе, все прошло гладко.
Тестирование модели
Задача
Требовалось проверить аэродинамическую стабильность гоночного автомобиля при движении на высоких скоростях.
Решение
С помощью 3D-печати была создана масштабная модель — 25% от оригинальной машины. Технология 3D-печати была выбрана по причине ее экономичности по сравнению с традиционным производством и возможностью быстро вносить изменения в конструкцию
Тестирование модели
Задача
Требовалось проверить аэродинамическую стабильность гоночного автомобиля при движении на высоких скоростях.
Решение
С помощью 3D-печати была создана масштабная модель — 25% от оригинальной машины. Технология 3D-печати была выбрана по причине ее экономичности по сравнению с традиционным производством и возможностью быстро вносить изменения в конструкцию
Оборудование и материалы
- FDM-принтер Bambu Lab H2D;
- модули для гравировки и резки;
- пластик ABS со стекловолокном (в качестве основного материала);
- PETG HF;
- PC для лобового стекла;
- усиленный углеволокном пластик PPA CF для датчиков;
- измерительное оборудование;
- другие материалы, например, фанера.
Оборудование и материалы
- FDM-принтер Bambu Lab H2D;
- модули для гравировки и резки;
- пластик ABS со стекловолокном (в качестве основного материала);
- PETG HF;
- PC для лобового стекла;
- усиленный углеволокном пластик PPA CF для датчиков;
- измерительное оборудование;
- другие материалы, например, фанера.
Напечатанная модель
Напечатанная модель
Результат
Аэродинамические испытания проводились на автомагистрали, заменившей дорогую аэротрубу.
Модель была установлена на крыше автомобиля. Хозяин машины экспериментировал с размерами вертикального стабилизатора, скоростями движения и т.д. В результате модель показала базовую стабильность, после чего была запланированы испытания уже в настоящей аэротрубе.
Результат
Аэродинамические испытания проводились на автомагистрали, заменившей дорогую аэротрубу.
Модель была установлена на крыше автомобиля. Хозяин машины экспериментировал с размерами вертикального стабилизатора, скоростями движения и т.д. В результате модель показала базовую стабильность, после чего была запланированы испытания уже в настоящей аэротрубе.
Испытания модели на автотрассе
Испытания модели на автотрассе
