3D Print racerbiler og studerende

Den verdenskendte tyske racerbane Hockenheim lægger også varm asfalt til en anderledes konkurrence end det, der normalt forbindes med højoktankørsel på formel 1-banen i Baden Württemberg.

Som led i en stor global event sætter 2.500 studerende fra alverdens universiteter nemlig årligt hinanden stævne for at kæmpe om at komme øverst på podiet. Det handler om pokal, hyldest og ære i holddisciplinen: design den bedste racerbil.

Hvert år er mere end 150 universiteter tilmeldt, og fra
Aalborg Universitet deltog i 2022 teamet AAU Racing.

Arrangementet drejer sig om langt mere end tempo og mulig førsteplads. For initiativet er ikke sat i søen alene for at hylde fart eller for forsøg på at slå
Sebastian Vettels Ferrari-hastighedsrekord fra 2018.

Innovation og ny teknologi

Især handler det om alt det, der foregår før løbet. Hvad skal der til for at forløse, forene og forbinde studerendes evner inden for bl.a. innovation, kreativitet, design, iværksætteri, projektplanlægning, køreegenskaber, ydeevne og ikke mindst evnen til at udvikle løsninger, der har tilstrækkelig kvalitet, holdbarhed og robusthed til at kunne klare spidsbelastninger uanset om det er på asfalt eller ej?

De kompetencer, der bringes i spil kan bruges i mange sammenhænge. Det er målet, og dermed trækker konkurrencen på forskellige discipliner fra forskellige dele af universitetsverdenen.

Det handler om…

• At omsætte tanke til handling i fællesskab.
• At have det sjovt mens man udvikler og konkurrerer.
• At bygge bro mellem den viden studerende kan få på universitet med de udfordringer, studerende kan møde både i løbet af og efter endt uddannelsesforløb.
• Og så handler det om at skabe oplevelser, der rækker ud over det teoretiske niveau, universitetsverdenen normalt tilbyder. Kort sagt: gøre gode studerende endnu bedre.

210 kgs. muskelbundt

Bag AAU Racing teamets logo – den hvide enhjørning – finder man repræsentanter fra ikke mindre end 11 forskellige af AAUs fagdiscipliner. De nordjyske studerende har kastet sig ind i opgaven med ildhu og engagement. Det har bl.a. betydet at store dele af fritiden er brugt på at designe og bygge racerbilen.

Resultatet af den entusiastiske og frivillige indsats rullede ud på banen i august 2022. Med sine blot 210 kg og 75 HK under hjelmen stillede AAU Racing med et kompakt muskelbundt, som med en acceleration fra 0-100 på 2 sekunder kunne sende enhjørningen helt frem i feltet.

De studerende har samtidig også selv været i førersæderne. At det er lykkedes at skabe en brændstofbesparede letvægtsløsning med høj ydeevne, skyldes at flere af de vitale dele er 3D printede i plast.

Det gælder bl.a. manifolden, som er udviklet i samarbejde med 3D printvirksomheden Prototal Damvig A/S, der også er blandt holdets sponsorer.

3D print sikrer lufttilførsel

Manifolden er den sammenkobling af ind- og udsugningsgrenrør, der er at finde under enhver bils kølerhjelm. Manifolden sikrer bl.a. optimal lufttilførsel til motorens cylindere, så de kan arbejde så effektivt og stabilt som muligt. Med sin kompakthed og de høje krav til ydeevne er manifolden en kompleks komponent.

Det er i fællesskab lykkedes at udvikle og fremstille en innovativ og slidstærk løsning. Det skyldes at Prototal Damvig råder over hele paletten af teknologisk state of the art udstyr. Samtidig har Prototal Damvig mange års erfaringer med at fremstille komplekse og krævende løsninger i mange forskellige materialer til adskillige brancher og virksomheder.

Derfor kunne manifolden produceres i ét stykke frem for forskellige dele. Skulle manifolden – hvis rør er Ø20 mm. – bestå af sammensatte 3D printede dele, ville den ikke være så robust, og der ville være risiko for at den ikke kunne holde til de mange belastninger bilen ville opleve i Hockenheims kurver og langsider.

Rapid prototypeudvikling

En anden fordel var den korte tid, det har taget at udvikle en holdbar løsning. Det lykkedes AAU Racing og Prototal Damvig at prototypeudvikle og fremstille en3D printet manifold på rekordfart.

Fra de studerende efter forarbejde med design og flowsimulation fremsendte 3D model til Prototal Damvig i Tåstrup til de stod med manifolden i hænderne i Aalborg gik det tjept. Det tog blot en uge. Skulle manifolden fremstilles på konventionel vis, ville udviklingstiden forventeligt være betragteligt længere.

En tredje gevinst er at 3D print har sikret en lettere version. 3D printede emner vejer ofte mindre, og det er blandt årsagerne til at 3D print vinder frem globalt. Skulle manifolden være produceret i ”almindelige” materialer som f.eks. carbon eller aluminium ville bilens vægt være blevet forøget med 1 – 2 kg. Det er dermed både en mere slidstærk og lettere manifold, som blev fremstillet på rekordtid, og efterfølgende integreret i den hvide enhjøring.

Betyder den lettere og robuste 3D printede manifold så noget mødet med konkurrenternes racerbiler? Ja!

At det har ladet sig gøre for AAU Racing og Prototal Damvig at fremstille en kompleks 3D printet løsning er x-faktoren bag det hvid-røde muskelbundt.

Brændstofbesparende

Langt de fleste universiteter stillede op med konventionelt fremstillede racerbiler. Blandt konkurrenterne fra de øvrige universiteter er hovedparten større og har tilmed lavere antal hestekræfter. AAU Racings 3D printede manifold forøger lufttilførslen til bilens motor med 30%, hvilket øgede bilens HK fra 60 til 75.

Samtidig opnåede den danske racerbil en lavere vægt. Det har selvsagt en positiv betydning for brændstofforbruget. Også rattet har Prototal Damvig fremstillet. Det er slidstærkt og udviklet i SLS-print, der er blandt de materialer, som 3D printede løsninger kan fremstilles i. Der er flere gevinster ved SLS – et af dem er at det er lagt mere temperaturresistent.

Temperaturen i racerbilers kabine kan let runde 35 grader. Er rattet fremstillet i konventionel plast eller sammensat af knap så temperaturresistente materialer, risikerer man at de ikke fungerer optimalt i sommersolen, hvor nerver kan være uden på tøjet og håndflader ekstra svedige.

Adm. dir. Susanne Damvig, Prototal Damvig A/S:
– Hos Prototal Damvig er vi glade for at være med til at fremstille en 3D printet løsning til AAU Racing. Ofte tales der om mangel på medarbejdere og hvad der skal til for at tiltrække flere til ingeniørfagene. Dette forener ny teknologi, sammenhold og samarbejde. Det er samtidig et super eksempel på brobygning mellem uddannelsesverdenen og arbejdsmarkedet, der vil være med til at styrke kompetencerne og fremme industriens karriereveje.

Team leader Matias Kjerulf, AAU Racing:
– På studiet møder vi fagbegreber. I dette tilfælde får vi bl.a. testet af hvad hurtige prototypeudvikling og business case-præsentation er i mødet med virkeligheden. Samtidig oplever vi i praksis gevinsterne ved 3D print. Det er en eminent teknologi, der gør det muligt at udvikle effektive løsninger på komplekse og forbundne udfordringer. Vi havde  aldrig kunne skabe sådan en løsning på så kort tid,
hvis ikke vi konkret og i praksis havde prøvet 3D teknologis muligheder af.

Fra 2024 deltager AAU Racing i el-racerbilkonkurrencen. Og for også at stå stærkt i konkurrencen til den tid bliver det afgørende atter at forene innovation, team spirit og ny teknologi under den hvide enhjørning.