F1レースの世界でも3Dプリンティング技術が活躍していることが明らかになりました。

米・ストラタシス社の日本法人 ストラタシス・ジャパンは、F1レースでホンダとタッグを組むマクラーレン・レーシングが、2017年シーズン用 MCL32 F1レーシングカーのパーツ製作に、ストラタシス社の3Dプリンティング技術を採用していることを発表しました。

3Dプリンティング技術を活用することで、パーツの設計・製作・改善のサイクルが高速化・迅速化され、短時間で不具合が見つかったパーツを設計変更して即、製作することも可能になるということです。

今回、明らかになった3Dプリンティング技術が採用されたパーツは、油圧系ブラケット、ラジオハーネス固定ブーツ、ブレーキ冷却ダクト、リアウィングフラップの4つです。

油圧系ブラケットは、油圧系をレーシングカーの車体に取り付けるための構造ブラケットと呼ばれているパーツで、ストタタシス社のFortus 450mcプロダクション3Dプリンタを使って、カーボンファイバー充填型ナイロン素材(FDM(登録商標) Nylon 12CF)により製造されました。この油圧ブラケットでは、これまで2週間かかっていた製作期間が、わずか4時間に短縮されました。

ふたつめのフレキシブルな材料(発表では「ゴムライク材料」と表現)で製造されたラジオハーネス固定ブーツは、PolyJet方式によるStratasys J750 3Dプリンタで製作されました。発表では触れられていませんが、ゴムライク材料に秘密がありそうです。

ラジオハーネス固定ブーツに3Dプリンティングが採用された事情は、今回、MCL32に新採用された新しい双方向通信・データシステムで、ケーブルがドライバーの邪魔になることが判明し、そこで急遽、Stratasys J750 3Dプリンタのゴムライク材料を使って、新しいデザインの固定ブーツを3Dプリンティングで製作することになった、ということです。

同パーツの製作過程では、3種類のデザインを1日で3Dプリントで試作することを繰り返し、決定デザインの実際に使用するパーツはたった2時間で3Dプリントされました。この結果、2017シーズンの開幕初戦では、ドライバーにも快適なラジオハーネス固定パーツをチームに供給することができました。

カーボンファイバー製ブレーキ冷却ダクトについては、中空のダクトの内面を成形するためのサクリフィシャルツールと呼ばれる中子(なかご)が、Stratasys FDM 3Dプリンタで、ST-130ソリュブル材料を使って製作されました。

ブレーキ冷却ダクト用の サクリフィシャルツールは、上部の空気取入口から下方にあるブレーキへ向かって、ねじりながら下がってゆく「ねじりさげコア」という形状を成形するために、専用のST-130ソリュブル材を使用して3Dプリントされた後に、表面をカーボンファイバー・コンポジット材料で覆い、さらに高温でオートクレーブ養生を施して製造されました。

このようなサクリフィシャルツールを使って製造された、最終製品のブレーキ冷却ダクトは、内面の仕上げが非常に滑らかな管状構造物になっており、必要なエアフローをブレーキに送りつつ、最大の空力効果と車のパフォーマンスを両立することができます。

最後に、リアウィングフラップについては、フラップ成形用のコンポジットレイアップ・ツールが、Stratasys Fortus 900mc 3Dプリンタで、ULTEM 1010材料を使って製作されました。

リアダウンフォースを高めるためにリアウィングの後端にエクステンションとして設置されるフラップを成形するコンポジットレイアップ・ツールは、カーボンファイバー・コンポジット材料で、FDMベースのFortus 900mcプロダクション3Dプリンタで製作されました。

マクラーレン・チームは樹脂材料にULTEM 1010を使用し、350°F/177°Cを超える高温でオートクレーブ養生処理をした幅900mmのコンポジットパーツを、わずか3日間で3Dプリントすることができ、大幅に時間を節約することができました。

2017年F1シリーズでも苦戦が伝えられるマクラーレン・ホンダだけに、3Dプリンティング技術がマシンの戦力向上に結びつくことが期待されています。

(山内 博・画像:ストラタシス・ジャパン)

マクラーレン・ホンダ、3DプリンタでF1用パーツを製作。短時間でパーツの設計変更が可能に(http://clicccar.com/2017/04/16/463435/)