揭秘2026一級方程式賽車技術規(guī)則中新的增材制造使用規(guī)范

2024年8月14日，南極熊獲悉，新發(fā)布的 2026一級方程式賽車技術規(guī)則引入了有關增材制造 (AM) 使用規(guī)范的重大更新，反映了該技術在賽車工程中不斷發(fā)展的作用。這些規(guī)則確定了可應用增材制造的材料、組件和特定領域，確保安全性和性能，同時促進創(chuàng)新。與往年一樣，我們來看看明年一級方程式賽季引入的主要元素和創(chuàng)新。

批準用于增材制造的材料

和往年一樣，法規(guī)明確列出了允許用于增材制造的材料，并強調了一系列金屬粉末。這些材料用于生產近凈形狀的組件，其中數字模型在單獨的層中處理并通過選擇性熔化、粘合或燒結連接在一起。

鋁合金清單包括通用產品和知名專有產品，例如Constellium 的 AlSi10Mg、AlSi7MG、Al Cl−RAM2、6061−RAM2。這些材料因其重量輕和強度高的特性而受到青睞，使其成為一級方程式賽車高性能應用的理想選擇。允許使用的鋁鎂合金包括 Scalmalloy和 HRL 7A77。它們以其出色的強度重量比而聞名，這對于賽車環(huán)境至關重要。

△EOS 鋁 Al2139 增材制造粉末的SEM 顯微照片

鈦合金廣泛用于高應力部件，法規(guī)允許使用各種鈦合金，包括 Ti6Al4V 和 Ti 5553，它們以出色的耐腐蝕性和強度而聞名。用于增材制造的鋼合金包括流行的不銹鋼，例如 316、304 和其他高強度鋼種，這些鋼種對于需要在極端條件下保持耐用性的部件至關重要。

在高溫合金中，非常受歡迎的 Inconel 625 和 718 以及鈷鉻合金均被允許使用。這些合金因其耐高溫能力而被列入其中，使其成為暴露在極熱環(huán)境中的部件的理想選擇。

此外，法規(guī)還規(guī)定，通過增材制造生產的部件的最終質量必須至少為打印部件質量的 60%，不包括支撐結構。這確保了部件的結構完整性和性能。最后，出于健康和安全考慮，禁止使用含鈹的增材制造材料。

增材制造在特定部件中的應用

2026法規(guī)還規(guī)定了允許使用增材制造的部件，重點是保持創(chuàng)新和安全之間的平衡。正如汽車增材制造專家 Andrew Cunningham 所強調的那樣，最重要的創(chuàng)新之一是懸架立柱現在可以使用鈦合金或鋁合金增材制造。這種靈活性使團隊能夠優(yōu)化懸架部件的設計和性能，這對于車輛的操控性和穩(wěn)定性至關重要。隨著這一發(fā)展，正如 Cunningham 開玩笑指出的那樣：“F1 終于達到了 Formula Student/SAE 的技術水平�！�

△一級方程式賽車的懸架 - 展示立柱 - 來自梅賽德斯-AMGPETRONAS F1 車隊

其他增材制造組件包括排氣組件：在排氣組件的特定區(qū)域允許使用增材制造，這些區(qū)域可以充分利用增材制造技術的精度。例如，氣缸蓋連接處的短管/法蘭元件、連接主渦輪和副渦輪的 3 合1 元件以及副渦輪和渦輪增壓器 (TC) 之間的連接等組件都是可以應用增材制造的指定區(qū)域。但是，這些元件受到嚴格的尺寸限制，以確保所有團隊的一致性和性能。

盡管增材制造被廣泛使用，但法規(guī)仍施加了某些限制以保持公平性和性能標準。值得注意的是，對于主熱交換器，法規(guī)規(guī)定核心和集管箱必須由鋁合金制成，核心本身不能使用增材制造生產。這一限制可能旨在確�？煽啃圆⒎乐归_發(fā)超輕、可能不太耐用且可能危及安全的熱交換器。

熱交換器內的管道和翅片的尺寸也受到嚴格控制，并要求有特定的最小厚度。這些措施確保雖然可以使用增材制造來提高性能，但不會導致材料厚度不安全減少或損害關鍵冷卻系統(tǒng)的完整性。