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3D Systems

SLA 750助力福特车队风洞提交测试成功

STEWART-HAAS Racing（SHR赛车）使用3D Systems的SLA打印机为风洞测试生产全尺寸车身面板。

挑战

来自Stewart-Haas Racing和其他纳斯卡福特车队的空气动力学工程团队需要一种方法来测试数百种不同的车身面板形状，以确定新的2024纳斯卡福特Mustang Dark Horse的最佳空气动力学形状。这个纳斯卡提交的项目涉及在多个月的时间框架内全尺寸风洞测试。既然全尺寸的风洞测试是昂贵的，那么在每次测试期间能够测试几十种不同的车身面板形状的最有效方法是什么呢?

解决方案：

当向纳斯卡提交新的赛车车身形状时，福特车队需要满足纳斯卡确定的特定空气动力学系数规格。在项目结束时，理想的情况是在提交的车身的全尺寸风洞测试中实现这一目标。为了使最终提交测试成功，使用了以下开发过程。

1.使用CFD软件测试车身面板形状

CFD(计算流体动力学)分析师在CAD软件中设计多个车身面板形状概念。这些概念代表了各种形状，将潜在地提高赛车的空气动力学性能。然后使用代表虚拟风洞的CFD软件对这些表面模型进行处理，以测试这些表面模型的气动系数。对结果进行了分析，并确定了具有良好性能潜力的概念作为在全尺寸风洞中进行测试的概念。

2.将CFD表面转换为3D打印的实体CAD模型

然后，设计工程师将CFD表面模型转换为可3D打印的实体CAD模型。实体表面模型被划分为大小合理的图块，在打印和组装时代表原始CFD表面模型的形状。这些瓦片被设计成附着在全尺寸汽车底盘的子框架上，在风洞中进行测试。

3.使用3D Systems的SLA打印机打印部件

然后将这些实体CAD模型发送到Stewart-Haas Racing内部，到密歇根州迪尔伯恩的福特增材制造中心或外部打印服务进行3D打印。然后，3D打印技术人员在3D Systems的3D Sprints软件中定位CAD模型，以确定它们需要打印的方式。文件可以定向，以尽量减少打印时间，最大限度地提高打印质量，并最大限度地提高每个构建平台的零件数量。3D Systems的3D Sprint软件使用直观，使技术人员能够快速设置要打印的CAD模型。

然后，生成的文件可以发送到ProX 800 SLA机器，以便快速，准确地打印所需材料的部件。3D Systems提供了许多不同的材料，其中一些是专门为风洞测试打印部件而开发的。这导致零件表面光滑，这对风洞测试至关重要。对于这样的提交项目，打印数百个大型部件是很常见的。3D Systems的SLA机器的可靠性是打印这么多零件的关键。通常这些部件都是及时打印出来，以便在风洞中进行测试，因此SLA机器的可靠性非常重要。3D Systems SLA机器是可以24/7全天候打印零件的主力机器，只需要最少的维护。

4.将3D打印的部件组装到隧道测试车上

然后，3D打印的部件可以固定在全尺寸汽车的子结构上。这样，整个车身形状就可以通过这些3D打印的图块来定义。然后可以对生成的车身形状进行3D扫描，以验证3D打印的形状是否等于原始的CFD表面文件形状。

5.汽车在风洞中进行测试

当汽车在风洞中进行测试时，额外的3D打印图块可能会被添加到汽车上或从汽车上移除，以测试正在开发的各种概念。每次“运行”代表一个正在测试的概念，并记录和分析产生的空气动力学系数。一些概念提高了车身的空气动力学性能，而另一些则没有。通过这种方式，空气动力学工程师能够优化汽车车身的形状，以便在未来的赛道上表现得最好。

6.重复步骤1 - 5，直到汽车满足提交的空气动力学系数规格

许多个月，许多打印零件，许多风洞测试之后，汽车准备好了最后提交风洞测试给纳斯卡。在本次提交测试中，如果车身面板形状符合空气动力学系数规范，车身形状将提交给NASCAR，作为2024年NASCAR福特Mustang Dark Horse的最终赛车车身形状。

7.生产生产车身面板

然后，设计工程师将代表最终提交车身形状的实体CAD模型转换为CAD表面，即用于生产的最终车身面板尺寸。这些生产文件随后被发送给各个碳纤维供应商，以生产将在2024年赛车赛季用于比赛的碳纤维车身面板。

结果:

3D Systems的3D Sprint软件和3D打印SLA机器是完成此类提交项目并取得成功的正确工具。这些工具和开发过程被用于福特野马黑马赛车的车身，它看起来像2024年的量产车，但具有福特车队赛车赢得比赛和纳斯卡杯系列冠军的空气动力学性能!

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