Van Amersfoort Racing: Wenn jede Sekunde zählt, kommt 3D-Druck zum Einsatz

Der Motorsport war schon immer die Wiege der technologischen Innovation. Ingenieure arbeiten rund um die Uhr und konkurrieren mit brillanten Innovatoren und Experten aus der Automobilbranche, der Luft- und Raumfahrt, der Datenanalyse und vielen anderen Bereichen - um Fahrzeuge zu entwickeln, die schneller, stärker und belastbarer sind. Van Amersfoort Racing ist da keine Ausnahme.

Das niederländische Team tritt bei der Formel 3 und Formel 4 an, wo es bereits viele Rennen und Meisterschaften gewonnen hat. Das Team hat auch Top-Talenten wie Charles Leclerc und Max Verstappen geholfen, sich auf die Formel 1 vorzubereiten. Die Erfolge haben Van Amersfoort Racing nicht davon abgehalten, neue Wege zu finden, um der Konkurrenz buchstäblich einen Schritt voraus zu sein. Deshalb hat das Team begonnen, den 3D-Druck einzusetzen.

An der Startlinie

Bei der Vorbereitung auf die F3 Formula Regional machte Van Amersfoort Racing im vergangenen Jahr den Schritt, Chassis des renommierten italienischen Herstellers Tatuus zu verwenden, die für ihre Stabilität und mehr Power bekannt sind. Alles schien gut - bis auf eine kleine Unebenheit auf der Straße.

Wir haben die Rennwagen erst zwei Wochen vor dem Rennwochenende erhalten, sagte Remco Advocaat, Technischer Direktor des Formel-3-Teams von Van Amersfoort Racing. Der Wagen kam in die Werkstatt und wir hatten kein Werkzeug - nichts. In nur zwei Wochen mussten wir uns auf das erste Rennen vorbereiten.

Formel-Rennwagen müssen perfekt abgestimmt sein, bevor sie auf die Strecke gehen. Es ist eine exakte Wissenschaft, bei der Zehntelsekunden den Unterschied zwischen einem Platz auf dem Siegerpodest und einer ärgerlichen Niederlage ausmachen können. Zwei Wochen vor dem Rennen war das Team Van Amersfoort in einer schwierigen Lage.

Hier hat uns die additive Fertigung sehr geholfen, so Remco. Wir konnten Werkzeuge in nur zwei Tagen herstellen. Und das ist etwas, was wir vorher mit der Metallfertigung nie machen konnten.

Durch die Entwicklung kundenspezifischer Werkzeuge mit 3D-Druckern konnte das Team jeden möglichen Moment für die Feinabstimmung seiner Fahrzeuge nutzen. So wurde zum Beispiel ein Werkzeug zur Heckausrichtung entwickelt, das am Rücklicht eines Formel-3-Autos angebracht wird. Damit konnten die Mechaniker die Räder des Autos genau einstellen, um sicherzustellen, dass sie perfekt auf die Strecke abgestimmt waren.

Von Anfang bis Ende

Bei der Heckausrichtung werden Karbonstangen verwendet, an denen ein gespannter Draht als Referenz für den Mittelpunkt des Fahrzeugs dient. Es war also sehr wichtig, dass diese Stäbe genau positioniert waren. Da Standardmaterialien wie PLA nicht stark und steif genug sind, begann das Team, mit von Clariant hergestellten kohlefaserverstärkten Materialien zu experimentieren.

Wir haben viel mit konventionellen Materialien gedruckt, aber mit den Kohlefasermaterialien von Clariant sind die Möglichkeiten endlos, so Remco. Wir sind jetzt in der Lage, Lösungen zu finden, die den extremen Umgebungen, in denen wir arbeiten, standhalten können.

Clariant PA6/66 20CF ist ein Nylonmaterial, das 20% Kohlenstofffasern enthält und damit die perfekten Eigenschaften für diese Aufgabe bietet. Da der Ultimaker S5 ein offenes Filamentsystem verwendet, war es kein Problem, das Material mit einem Ultimaker CC 0.6 Print Core zu drucken.

Clariant versorgte das Team auch mit einem maßgeschneiderten PET-G-Filament. Es wurde für die Innenpolster des Werkzeugs zur Heckausrichtung verwendet und verhindert, dass der Lack beim Einbau des Werkzeugs zerkratzt.

Das PET-G hat exakt die gleiche orange-fluoreszierende Farbe wie die Aufkleber auf dem Formel-3-Auto von Van Amersfoort Racing und verleiht den Werkzeugen - wie z. B. den speziell angefertigten Sidepod-Luftgebläsen - einen eleganten, professionellen Look, der der Ästhetik des Teams entspricht.

Vom Zuschauer zum Champion

Die Ingenieure des Teams erstellten hochentwickelte Werkzeuge mit dem Ultimaker S5, während andere Teammitglieder von Van Amersfoort Racing begannen, die Möglichkeiten des 3D-Drucks zu erkennen.

Der 3D-Druck ist innerhalb des Unternehmens zu einer Philosophie geworden, sagt Remco. Man sieht immer häufiger, dass ein Mechaniker nach einem bestimmten 3D-gedruckten Werkzeug fragt.

Der 3D-Druck ermöglichte dem Team, an Herausforderungen heranzugehen und Lösungen zu finden, die vorher viel schwieriger zu bewerkstelligen waren. Mechaniker, die zum Beispiel an den vorderen Bremsen von Autos arbeiten, haben einen einfachen Werkzeughalter entwickelt, der an der Aufhängung des Fahrzeugs angebracht werden kann. Bei Wartungsarbeiten ist nun jedes Werkzeug oder Bauteil, das für die Montage eines Fahrzeugs benötigt wird, immer in direkter Sicht und in Reichweite.

Die Technologie wurde auch in den realitätsnahen Simulatoren von Van Amersfoort Racing eingesetzt. Diese Simulatoren bieten den Fahrern die Möglichkeit, sich mit den Strecken und Autos vertraut zu machen - und auch Zeit, sich an den Halo zu gewöhnen, ein Fahrerschutzsystem, das aus einem gebogenen Stab besteht, der das Cockpit des Autos umgibt und den Kopf des Fahrers schützt. Während der Halo die Verletzungsgefahr für den Fahrer drastisch reduziert, beeinflusst er auch seine Sicht auf die Straße.

Ein echter Halo kostet etwa 4.000 Euro und ist mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer zu reproduzieren. Mithilfe eines 3D-Druckers erstellte Van Amersfoort Racing einen aus vier einfachen Bauteilen, klebte sie dann zusammen und umwickelte sie mit Carbonfasern. Das Ergebnis war ein Halo, der stark genug für die Simulatoren war, die nun in der Lage sind, den Fahrern realistische Ansichten der Strecke zu zeigen.

Der Weg nach vorn

Die Werkzeuge, Vorrichtungen und Halterungen, die die Ingenieure von Van Amersfoort Racing mit 3D-Druckern entwickelt haben, ermöglichen effizientere Prozesse und erleichtern das Leben in der Werkstatt und der Box. Das Team entdeckt weiterhin fast täglich neue Anwendungen und nutzt den 3D-Druck und andere Technologien, um die Innovation im Rennsport an ihre Grenzen zu bringen.

Aufgrund der beträchtlichen Größe unserer F3- und F4-Autoflotte ist die Anzahl der 3D-gedruckten Anwendungen enorm, sagte Remco. Ich kann mir vorstellen, dass große Unternehmen wie Automobilhersteller viele Werkzeuge mit 3D-Druck herstellen können.