福特汽车公司备战F1：3D打印技术助力赛车性能提升

福特汽车公司，一家成立于1903年的全球汽车制造商，正全力备战自20年前以来的首次一级方程式赛车比赛。虽然正式比赛定于2026年举行，但通过与红牛动力总成公司（红牛车队F1动力装置的工程部门）的紧密合作，福特的开发工作正有条不紊地进行中。

南极熊获悉，福特的增材制造实验室已经成功制造出超过1,000个3D打印部件，这些部件采用了源自航空航天领域的测试方法。这些部件中，包括电池的冷却板和其他关键系统的冷却板，将被应用于福特为即将到来的赛车赛季所开发的内燃机和混合动力技术中。工程师们凭借福特长达一个世纪的制造专业知识，精心设计了这些能够在高应力条件下工作的零件。从电池开发团队到热系统专家，跨部门的协作为每个设计的改进提供了不可或缺的知识支持。

为了弥补增材制造与实际性能之间的差距，福特制定了一套有效的测试协议。增材制造小组通过3D扫描来测量部件的机械强度、硬度和精确几何形状。随后，无损评估专家利用X射线和CT扫描生成数字模型，揭示出传统检查工具难以发现的内部结构细节。

每个组件都会在产品开发中心的计量实验室接受更为严格的检查，以确保其尺寸的准确性。福特与红牛动力系统增材制造合作的负责人Keith Ferrell指出，这些步骤都是为了确保赛车部件能够承受高速和高温的严苛考验。福特F1项目背后的广泛合作也得到了Hertrich的强调，他正吸引拥有各专业领域的福特团队前来协助这一项目。

福特高性能赛车动力系统经理Christian Hertrich表示：“这些新零件并非简单的紧固件等物品，而是经过极端测试的复杂金属和聚合物零件，它们能够承受平均时速达200英里的比赛。”

通过赛车测试所获得的经验教训，已经指导了福特消费汽车系列的改进工作。例如，F-150项目的工程师最近发现了车头灯胶水溢出的问题——尽管采用了传统检查方法，但这一难以察觉的缺陷已经持续了数月之久。然而，通过采用针对赛车部件改进的先进扫描程序，无损工程团队在短短一天之内就查明了问题所在，从而避免了昂贵的维修费用和客户投诉。

此外，3D打印技术在F1赛车性能提升中发挥着至关重要的作用。以英国一级方程式车队迈凯伦为例，他们目前使用五台Stratasys SLA 3D打印机，每年生产多达9,000个3D打印部件。这些部件包括前后翼组件、侧面车身和比例风洞模型等。对于改进空气动力学装置而言，风洞测试仍然至关重要。迈凯伦的增材制造团队报告称，3D打印技术显著缩短了零件的生产时间。

同样值得一提的是法拉利车队，作为一级方程式赛车历史上最成功的车队之一，他们已经将3D打印技术应用于空气动力学和动力系统应用中。工程师们使用3D打印的传感器支架来分析前翼性能，并固定激光行驶高度传感器以测量比赛条件下的运动情况。这些支架由尼龙基聚合物制成，采用选择性激光烧结（SLS）或多喷射熔合（MJF）等增材制造工艺生产而成，这些工艺能够生产出具有精细细节的抗冲击组件。