揭秘2026一级方程式赛车技术规则中新的增材制造使用规范

2024年8月14日，南极熊获悉，新发布的 2026一级方程式赛车技术规则引入了有关增材制造 (AM) 使用规范的重大更新，反映了该技术在赛车工程中不断发展的作用。这些规则确定了可应用增材制造的材料、组件和特定领域，确保安全性和性能，同时促进创新。与往年一样，我们来看看明年一级方程式赛季引入的主要元素和创新。

批准用于增材制造的材料

和往年一样，法规明确列出了允许用于增材制造的材料，并强调了一系列金属粉末。这些材料用于生产近净形状的组件，其中数字模型在单独的层中处理并通过选择性熔化、粘合或烧结连接在一起。

铝合金清单包括通用产品和知名专有产品，例如Constellium 的 AlSi10Mg、AlSi7MG、Al Cl−RAM2、6061−RAM2。这些材料因其重量轻和强度高的特性而受到青睐，使其成为一级方程式赛车高性能应用的理想选择。允许使用的铝镁合金包括 Scalmalloy和 HRL 7A77。它们以其出色的强度重量比而闻名，这对于赛车环境至关重要。

△EOS 铝 Al2139 增材制造粉末的SEM 显微照片

钛合金广泛用于高应力部件，法规允许使用各种钛合金，包括 Ti6Al4V 和 Ti 5553，它们以出色的耐腐蚀性和强度而闻名。用于增材制造的钢合金包括流行的不锈钢，例如 316、304 和其他高强度钢种，这些钢种对于需要在极端条件下保持耐用性的部件至关重要。

在高温合金中，非常受欢迎的 Inconel 625 和 718 以及钴铬合金均被允许使用。这些合金因其耐高温能力而被列入其中，使其成为暴露在极热环境中的部件的理想选择。

此外，法规还规定，通过增材制造生产的部件的最终质量必须至少为打印部件质量的 60%，不包括支撑结构。这确保了部件的结构完整性和性能。最后，出于健康和安全考虑，禁止使用含铍的增材制造材料。

增材制造在特定部件中的应用

2026法规还规定了允许使用增材制造的部件，重点是保持创新和安全之间的平衡。正如汽车增材制造专家 Andrew Cunningham 所强调的那样，最重要的创新之一是悬架立柱现在可以使用钛合金或铝合金增材制造。这种灵活性使团队能够优化悬架部件的设计和性能，这对于车辆的操控性和稳定性至关重要。随着这一发展，正如 Cunningham 开玩笑指出的那样：“F1 终于达到了 Formula Student/SAE 的技术水平。”

△一级方程式赛车的悬架 - 展示立柱 - 来自梅赛德斯-AMGPETRONAS F1 车队

其他增材制造组件包括排气组件：在排气组件的特定区域允许使用增材制造，这些区域可以充分利用增材制造技术的精度。例如，气缸盖连接处的短管/法兰元件、连接主涡轮和副涡轮的 3 合1 元件以及副涡轮和涡轮增压器 (TC) 之间的连接等组件都是可以应用增材制造的指定区域。但是，这些元件受到严格的尺寸限制，以确保所有团队的一致性和性能。

尽管增材制造被广泛使用，但法规仍施加了某些限制以保持公平性和性能标准。值得注意的是，对于主热交换器，法规规定核心和集管箱必须由铝合金制成，核心本身不能使用增材制造生产。这一限制可能旨在确保可靠性并防止开发超轻、可能不太耐用且可能危及安全的热交换器。

热交换器内的管道和翅片的尺寸也受到严格控制，并要求有特定的最小厚度。这些措施确保虽然可以使用增材制造来提高性能，但不会导致材料厚度不安全减少或损害关键冷却系统的完整性。