Las máquinas de SLA permiten la exitosa prueba de envío en túnel de viento del Ford Mustang Dark Horse de NASCAR 2024

El equipo de ingeniería aerodinámica de Stewart-Haas Racing y otros equipos de carreras de NASCAR Ford necesitaban una forma de probar cientos de formas diferentes de paneles de carrocería para determinar la forma aerodinámica de mejor rendimiento para el nuevo Ford Mustang Dark Horse de NASCAR de 2024 . Este proyecto de presentación de NASCAR implicó numerosas pruebas de túnel de viento a gran escala durante un Marco de varios meses. Dado que las pruebas de túnel de viento a gran escala son costosas, ¿cuál es la forma más eficiente de poder probar docenas de formas diferentes de paneles de carrocería durante cada sesión de prueba?

Al enviar una nueva forma de carrocería de automóvil de carreras a NASCAR, los equipos de carreras de Ford debían cumplir con las especificaciones específicas de coeficiente aerodinámico determinadas por NASCAR. Al final del proyecto, esto se logra idealmente durante una prueba de túnel de viento a escala real de la carrocería del automóvil que se envía. Para que la prueba de envío final fuera exitosa, se llevó a cabo el siguiente proceso de desarrollo.

1. Las formas de los paneles de la carrocería se prueban con un software de CFD.Los analistas de CFD (dinámica de fluidos computacional) diseñan múltiples conceptos de formas de paneles de carrocería en software CAD. Estos conceptos representan varias formas que mejorarán potencialmente el rendimiento aerodinámico del automóvil de carreras. Estos modelos de superficie se procesan luego con un software de CFD que representa un túnel de viento virtual para probar los coeficientes aerodinámicos de estos modelos de superficie. Los resultados se analizan y los conceptos que muestran un potencial de rendimiento favorable se identifican como conceptos que se probarán en el túnel de viento a gran escala.
    

2. Convierta las superficies de CFD en modelos CAD sólidos para la impresión en 3D.Luego, los ingenieros de Diseño convierten los modelos de superficie CFD en modelos CAD sólidos que se pueden imprimir en 3D. Los modelos de superficie sólida se dividen en mosaicos de tamaño razonable que, al imprimirlos y ensamblarlos, representan la forma del modelo de superficie CFD original. Estos mosaicos están diseñados para fijarse a un Marco secundario del chasis del automóvil a escala real que se probará en el túnel de viento.
    

3. Imprima piezas con las impresoras SLA de 3D Systems.Luego, estos modelos CAD sólidos se envían para su impresión en 3D, ya sea internamente en Stewart-Haas Racing, al Centro de fabricación aditiva de Ford en Dearborn, MI, o a un servicio de impresión externo. A continuación, el técnico de impresión en 3D orienta los modelos CAD en el software 3D Sprint® de 3D Systems para colocarlos en la posición en la que deben imprimirse. Los archivos se pueden orientar para minimizar el tiempo de impresión, maximizar la calidad de impresión y maximizar la cantidad de piezas por plataforma de impresión. El software 3D Sprint 3D Systems es intuitivo y permite al técnico configurar rápidamente los modelos CAD que se imprimirán. 
    

El archivo resultante se puede enviar a la máquina de SLA ProX 800 para una impresión rápida y precisa de las piezas en el Material deseado. 3D Systems ofrece muchos materiales diferentes, algunos de los cuales se desarrollaron específicamente para imprimir piezas para pruebas de túnel de viento. Esto da como resultado piezas que tienen un Acabado de la superficie suave, que es vital para las pruebas de túnel de viento. Para proyectos de envío como este, es común imprimir cientos de piezas grandes. La confiabilidad de las máquinas de SLA de 3D Systems es clave cuando se imprimen tantas piezas. A menudo, estas piezas se imprimen justo a tiempo para probarlas en el túnel de viento, por lo que es importante que las máquinas de SLA sean confiables.  Las máquinas de SLA 3D Systems son caballos de batalla que imprimirán piezas las 24la semana, los7 días de la semana con un mantenimiento mínimo. 

1. Ensamble las piezas impresas en 3D en el automóvil de prueba del túnel.Las piezas impresas en 3D se pueden fijar a la subestructura del automóvil a escala real. De esta manera, la forma de toda la carrocería del automóvil se puede definir con estos mosaicos impresos en 3D. La forma del cuerpo resultante se puede escanear en 3D para verificar que la forma impresa en 3D sea igual a la forma original del archivo de superficie de CFD.

5. El automóvil se prueba en el túnel de viento.A medida que el automóvil se prueba en el túnel de viento, se pueden agregar y quitar mosaicos impresos en 3D adicionales para probar los diversos conceptos que están en desarrollo. Cada “carrera” representa un concepto que se está probando, y los coeficientes aerodinámicos resultantes se registran y analizan. Algunos conceptos mejoran el rendimiento aerodinámico de la carrocería del automóvil y otros no.  De esta manera, los ingenieros aerodinámicos pueden optimizar la forma de la carrocería del automóvil para que tenga el mejor rendimiento en la pista de carreras en el futuro.
    

6. Repita los pasos 1 – 5 hasta que el automóvil cumpla con las especificaciones de coeficiente aerodinámico para la presentación.Muchos meses, muchas piezas impresas y muchas pruebas de túnel de viento después, el automóvil está listo para la prueba final de túnel de viento de presentación con NASCAR. En esta prueba de presentación, siempre que las formas de los paneles de la carrocería superen las especificaciones del coeficiente aerodinámico, la forma de la carrocería se envía a NASCAR como la forma final de la carrocería del auto de carrera para el Ford Mustang Dark Horse de 2024 NASCAR.

    

7. Produzca paneles de carrocería de producción.Luego, los ingenieros de Diseño convierten los modelos CAD sólidos que representan la forma final de la carrocería enviada en superficies CAD que son los tamaños finales de los paneles de la carrocería para la producción. Estos archivos de producción se envían a varios proveedores de fibra de carbono para producir los paneles de carrocería de fibra de carbono que se utilizarán para las carreras durante la temporada de carreras de 2024 . 
    

El software 3D Sprint de 3D Systems y las máquinas de SLA de impresión 3D son las herramientas adecuadas para completar proyectos de presentación como este con resultados exitosos. Estas herramientas y el proceso de desarrollo en el que se utilizan producen una carrocería de auto de carreras para el auto de carreras Ford Mustang Dark Horse que se parece al auto de producción 2024 pero tiene el rendimiento aerodinámico de los autos de carreras del equipo Ford para ganar carreras y una Copa NASCAR ¡Campeonato de la serie!