Quart Midget Build :Appui-tête imprimé en 3D

Nous écrivons beaucoup sur la fabrication de pièces d'utilisation finale solides avec le Mark Two. C'est pour une bonne raison ; la solidité et la fiabilité des imprimantes que nous produisons permettent d'imprimer des pièces auparavant non imprimables. Nous avons déjà repoussé les limites de la résistance et de la ténacité avec nos pièces, mais il y a un paramètre que nous n'avons vraiment pas testé avec les pièces d'utilisation finale ; le potentiel de taille d'une pièce imprimée Mark Two. Pour cet article, nous avons repoussé les limites de taille et de poids sur notre imprimante pour produire un appui-tête personnalisé pour Chase, un conducteur d'une voiture de course quart midget.

Contexte du quart Midget

Quarter Midgets of America est une organisation qui facilite les courses de jeunes sur courte piste aux États-Unis. Les voitures de forme unique sont dérivées des voitures de course Midget, qui sont des véhicules à piste courte avec des rapports puissance/poids très élevés. Ils sont courus par des enfants âgés de 5 à 16 ans sur des pistes de 1/20e de mile de long. Il existe de nombreuses classes de course basées sur la taille et l'âge du moteur, mais les aspects les plus critiques de la voiture sont cohérents entre les coureurs. La course est très technique :entrer et sortir des virages fait précisément la différence entre gagner et perdre. Faire cela est beaucoup plus facile à dire qu'à faire, surtout aux vitesses de 50 mph que certains coureurs atteignent.

Malgré la vitesse des coureurs, les épreuves Quarter Midget sont remarquablement sûres. Cela est dû au vaste système de harnais requis dans les voitures. Il sécurise tout, des épaules vers le bas, en gardant les parties critiques du corps à l'intérieur de la sécurité de l'arceau. La tête, cependant, n'est pas sécurisée. Alors que les courses portent des minerves, l'accélération centripète de la voiture signifie que la tête des enfants est souvent éloignée du centre de la piste. Il est très difficile de se concentrer sur l'intérieur de la piste pendant que leurs têtes sont forcées dans l'autre sens et, par conséquent, la plupart des voitures ont un système d'appui-tête latéral.

Les systèmes de soutien de la tête sont de toutes formes et tailles. Étant donné que les équipes de ravitaillement ne peuvent pas modifier le châssis de la voiture, la plupart des solutions sont simples et éphémères. Le père de Chase a utilisé un filet de sécurité pour une voiture de sprint tendu du cerceau de roulement au renfort avant de la voiture pour son soutien. Cela a bien fonctionné, mais n'était en aucun cas une solution permanente. Dans cet esprit, nous avons travaillé avec Chase et son père pour concevoir et imprimer un appui-tête supérieur.

Fabriquer un appui-tête Markforged

L'appui-tête Markforged a dû améliorer l'appui-tête en filet de sécurité de plusieurs manières. Premièrement, il devait être plus solide que le filet de sécurité utilisé auparavant tout en conservant un peu de flexibilité. Deuxièmement, la pièce devait être montée solidement sur l'arceau de la voiture, mais sans adhésif ni soudure. Troisièmement, la pièce devait être conforme au casque de Chase et ressembler à une voiture de course.

Normalement, obtenir une combinaison de pièces solides et flexibles est pénible. Avec le Mark Two, ce n'est pas le cas. Afin d'obtenir la partie solide et solide, nous avons imprimé le corps principal en nylon renforcé de fibre de carbone. Cette partie est énorme . C'était l'une des pièces les plus importantes que nous puissions imprimer sur le Mark Two, prenant plus de six jours à imprimer. Cette grande partie solide et singulière est presque complètement raide. Pour introduire le flex limité que nous voulions, nous avons imprimé des plaques de serrage renforcées de kevlar. Ces plaques fléchissent, permettant à l'appui-tête d'être légèrement flexible en flexion. Les deux matériaux se combinent pour correspondre au comportement souhaité de l'appui-tête.

L'un des principaux avantages de l'appuie-tête du filet de sécurité était sa facilité de montage. De petites sangles métalliques fixaient correctement le filet autour du cadre de l'espace, permettant un serrage et un desserrage manuels de l'appui-tête. Bien que la retenue s'attache facilement, elle n'a pas l'intégrité mécanique qu'une solution plus robuste pourrait fournir. Entrez les colliers de serrage, les tiges en aluminium et les extrémités de tige. En utilisant des embouts de tige, nous pouvions serrer fort sur les tubes métalliques, assurant une connexion plus sûre. Sur l'arceau, deux tiges en aluminium reliées de chaque côté de l'arceau agissent comme des traverses sur lesquelles le corps principal est serré. Étant donné que les supports de tige en aluminium et les emplacements de serrage en Kevlar sont réglables, l'ensemble de l'appui-tête peut être déplacé verticalement et latéralement ; ceci est essentiel pour se conformer en permanence à un moteur en constante évolution. Ces pinces retiennent la plus grande partie de la force. Cependant, les utiliser uniquement laisserait le grand appui-tête en porte-à-faux de manière malheureuse. Pour mieux soutenir l'appui-tête, nous avons imprimé un support en Onyx avec des écrous co-traités. Cela se boulonne sur l'extrémité de l'appui-tête, permettant à une troisième tige en aluminium de soutenir la pièce de l'élément de renfort avant. Ce système de fixation à trois points contraint complètement la pièce, n'autorisant que les petites déflexions souhaitées des plaques de serrage en kevlar.

Le nylon et la fibre de carbone sont intrinsèquement plus esthétiques que les filets de sécurité ; Cependant, la liberté de conception offerte par la Mark Two signifiait que la conception finale pouvait être à la fois personnalisée pour Chase et visuellement complémentaire à la voiture. L'appui-tête final a une courbe qui correspond au casque de Chase et est incliné pour annuler l'accélération centripète et diriger sa tête vers le centre de la piste. Son numéro est également imprimé dans la pièce, donc en plus d'avoir l'appui-tête le plus fonctionnel sur la piste, Chase était aussi le meilleur !

Course

Il est difficile de contester les résultats, et les résultats sont exactement ce que Chase a obtenu avec le nouvel appui-tête. Lors de sa dernière course Quarter Midget avec le nouvel appui-tête, Chase a parfaitement repéré les virages et a gagné ! Avec l'aide de Markforged, Chase court mieux que jamais. Si vous souhaitez examiner l'appui-tête par vous-même, le fichier .stl principal est disponible en téléchargement ici.