2021年,NASCAR推出了其下一代平台,该平台包含了一些与前代车型不同的规则更改。最新的NASCAR赛车现已完全对称,并使用复合材料车身面板代替金属,更像雪佛兰Camaro、福特Mustang和丰田TRD Camry的量产版本。
赛车运动是一项昂贵的运动,下一代平台的目标之一是降低运营成本并创造公平的竞争环境。Technique Chassis是NASCAR杯系列赛的唯一底盘制造商,它提供了一个模块化的三件式产品。因此,每个人都从相同的平台开始,而获得竞争优势则取决于最微小的细节。
区分竞争对手的一个聪明方法是使用3D打印部件。但这可不是你业余爱好者级别的3D打印。
增材制造,也称为3D打印
总部位于明尼苏达州的Stratasys公司专注于“增材制造”,即逐层创建物体的过程。Stratasys汽车与移动出行全球高级总监Fadi Abro解释说,这个术语与3D打印同义。然而,行业通常将这个描述用于小型、非工业打印机上的业余项目,而增材制造则代表了强大的工业解决方案。
增材制造是减材制造的完全相反的过程,减材制造需要从实心材料块中切掉一部分以获得最终产品。用艺术的语言来说,增材制造就像用橡皮泥雕刻,而减材制造则类似于从一块大理石上雕刻出形状。就NASCAR而言,Stratasys提供风道、罩、支架和管道等部件。Stratasys与赛车组织一起,审查当前的驾驶员需求,并为其他部件和改装提出建议。


右:陈列在Stratasys玻璃柜中的3D打印部件。
图片:Stratasys
不久前,标准的零件制造过程是CNC(计算机数控)制造,这与机床的计算机化操作有关。CNC是一种减材过程,Abro表示,它比增材制造更受限制。
“您获得了更多的设计自由度,”他说。“如果您要在一个块上切割,您无法进行90度转弯,这限制了您的形状和设计。您要么必须翻转块,移动块或倾斜块,有时您无法达到所需的角度。我们总是说,在增材制造过程中,复杂性是免费的,而在更传统的方法中,由于设计元素使其更加困难,复杂性可能会大大增加成本和交货时间。”
Stratasys生产的打印机也不是您在当地电子商店购买的那种。每台工业级3D打印机的成本从20,000美元到600,000美元不等。使用这种设备并非没有先例,SEMA年度盛会的展品中包含了几年前我们不敢想象的3D打印部件。

去年,加州橙县一家名为Blazin Rods的小型车库使用3D打印技术制造了一辆经过深度改装的1970年雪佛兰Chevelle——“Doughboy”。Chevelle在CAD中进行了数字设计,然后进行了扫描,并配备了定制的3D打印部件,包括碳纤维散热器风道和热交换器出口、集成风道和后备箱盖。
对Chevelle的投资得到了回报。SEMA因其卓越的工程设计,授予Blazin Rodz年度最佳工程车辆奖。
3D打印的下一个前沿
在过去的几个月里,Stratasys一直表现出色,与Joe Gibbs Racing车队续签了20年的合作协议,并获得了“NASCAR官方3D打印合作伙伴”的称号。然而,这个市场的竞争正在加剧,因为有许多初创公司和老牌公司正在大力投入。世界各地,3D打印公司比比皆是。
Stratasys有一个重要的优势:35年的经验。Abro说,新的是,今天的打印更加精确,速度更快,材料更坚固。
“我认为过去五到七年发生巨大变化的是材料的开发,”他解释道。“我们看到了令人难以置信的材料,无论是在耐热性还是在与重量相比的强度方面。”
他预计下一个前沿将是产量,即打印机的打印速度。
“如果您需要一百个不同版本的某个东西,您不希望旁边有打印一百台打印机,”Abro说。“您希望让您拥有的五到十台打印机打印得更快。在客户关心的准确性、强度和其他所有方面都得到保证的情况下,您能多快地完成一个部件,但速度更快?”
NASCAR显然关心各个方面的高速,而3D打印使赛车组织能够快速测试和创建新组件。Abra讲述了一个关于管道的故事,这个管道与Joe Gibbs Racing赛车上的其他组件不太匹配。Stratasys为这个管道打印了一个定制的固定装置,它本应在纸面上完美匹配,但事实并非如此。因此,JGR回去告诉供应商一个有问题零件。

过去,最糟糕的情况可能是用锤子敲打零件直到它适合为止。但更有可能的是,车队需要使用CNC加工零件,这将需要大量的编程和浪费材料。这非常昂贵,并且需要熟练的劳动力和时间,而时间是稀缺的商品。
“这些车队永远都没有多余的时间,”Abdo说。
Joe Gibbs Racing使用的许多3D打印部件都是风道。空气流向非常重要,因为在某些时候,一些赛车需要利用空气的力量来产生下压力,以防止在赛道上打滑。空气也被导向发动机以进行冷却。有时空气对冷却驾驶员至关重要。有时驾驶员希望利用空气产生阻力以进行急转弯。
“它更好、更快、更便宜,”Abro说。“打印东西比铣削更快,而且在很多不同的方面肯定更便宜。首先,3D打印所需的技能不如CNC加工所需技能多;您需要一种更传统的制造方法。”