포뮬러 스타일 레이싱카에 활용된 3D 인쇄

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Formula SAE는 SAE International(구 자동차엔지니어학회)이 주최하는 학생 디자인 경연대회입니다. 이 대회는 1978년 시작되었으며 전 세계에서 학생팀이 다수 참가하고 있습니다. 각 팀은 포뮬러 스타일의 경주용 자동차를 디자인, 제작하고 시험한 후 경주를 벌입니다. 출품된 자동차는 디자인, 연비, 가속력, 내구성 등 여러 가지 기준으로 평가를 받습니다.

베를린 소재  응용과학대학교(University of Applied Sciences) 자동차 공학과 4학년 Patrick Harder는 올해 대회에서 Stratasys FDM®과 PolyJet® 3D 인쇄 기술을 조합해 만든 새 에어박스를 가지고 500여 경쟁 팀과 자웅을 겨루게 됩니다.

여기 소개하는 제품이야말로 Stratasys-Objet 합병의 지향점을 제대로 보여주는 사례입니다. 서로 보완적인 3D 인쇄 기술이 함께 사용돼 복합 기능을 갖춘 시제품이 탄생한 것입니다. 이 시제품은 완성차의 부품이 됩니다.

에어박스 즉 흡기 챔버는 엔진 출력에서 매우 중요한 역할을 합니다. 에어박스 설계가 잘 돼 있으면 더 큰 효율과 효과로 공기를 엔진으로 끌어들여 성능을 높입니다.

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차에서 흡기 챔버의 위치를 보여주는 근접 사진과 시제품에 사용된 Stratasys FDM 및 PolyJet 3D 인쇄 재료

Stratasys ULTEM 9085(FDM 기반 Fortus 3D Printer에서 만들어진 금색 열경화성 재료)는 높은 내화력(120°C/240°F 이상)과 내진성을 요하는 에어박스 부품에 쓰였습니다. ULTEM 재료는 매니폴드와 속도 중합(공기를 엔진으로 유도하는 트럼펫처럼 생긴 장치), 위 아래 스로틀 몸체에 쓰였습니다.

한편 (PolyJet 기반 Objet Connex 복합 재료 3D 프린터에서 만들어진) 디지털 ABS 재료는 에어박스 중에서 강도와 독특한 기하학적 모형, 고급 표면 마감의 조합이 필요한 소음 챔버에 쓰였습니다. 공기가 흘러 공기 연료 혼합이 일어나는 곳이 바로 이곳입니다.

이 팀은 또  PolyJet VeroClear라는 투명 물질을 이용해 에어박스 옆면에 보이는 작은 타원형의 창을 만들었습니다. 팀은 이것을 이용해 실린더 내 연료 혼합비를 감시하고 연료가 과도하게 쌓여 흡기 매니폴드에 갇히는 것을 막을 수 있습니다.

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시공을 기다리고 있는 3D 인쇄 부품. FDM ULTEM 9085, PolyJet Digital ABS VeroClear 투명 물질 등.

 

사진과 비디로 촬영해 협조해 주신 Patrick과 이 기사 작성에 도움을 주신 독일 소재 Stratasys Leader Benchmark Center의 Hannes Kalz에게 감사의 말씀을 드립니다.
다가오는 경연에서 Patrick에게 좋은 성과가 있기를 바랍니다.  Stratasys 팀 화이팅!

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