Quarter Midget Build:3D-gedruckte Kopfstütze

Wir schreiben viel über die Herstellung von starken Endgebrauchsteilen mit dem Mark Two. Aus gutem Grund; Die Stärke und Zuverlässigkeit der von uns hergestellten Drucker macht es möglich, zuvor nicht bedruckbare Teile zu drucken. Wir haben mit unseren Teilen schon früher die Grenzen der Festigkeit und Zähigkeit überschritten, aber es gibt einen Parameter, den wir mit Endverbrauchsteilen nicht wirklich getestet haben; das schiere Größenpotenzial eines Mark Two-Druckteils. Für diesen Beitrag haben wir die Grenzen von Größe und Gewicht unseres Druckers überschritten, um eine maßgeschneiderte Kopfstütze für Chase, einen Fahrer eines Quarter-Midget-Rennwagens, herzustellen.

Quarter Midget-Hintergrund

Quarter Midgets of America ist eine Organisation, die Shorttrack-Jugendrennen in den Vereinigten Staaten ermöglicht. Die einzigartig geformten Autos sind von Midget-Rennwagen abgeleitet, bei denen es sich um Fahrzeuge mit kurzer Strecke und einem sehr hohen Leistungsgewicht handelt. Sie werden von Kindern im Alter von 5 bis 16 Jahren auf Strecken gefahren, die 1/20 einer Meile lang sind. Es gibt viele Rennklassen basierend auf Motorgröße und Alter, aber die meisten kritischen Aspekte des Autos sind zwischen den Rennfahrern gleich. Das Rennen ist hochtechnisch:Das Ein- und Ausfahren von Kurven macht genau den Unterschied zwischen Gewinnen und Verlieren. Dies ist viel leichter gesagt als getan, insbesondere bei den Geschwindigkeiten von 80 km/h, die manche Rennfahrer erreichen.

Trotz der Geschwindigkeit der Rennfahrer sind Quarter Midget-Events bemerkenswert sicher. Dies ist auf das umfangreiche Gurtsystem zurückzuführen, das in Autos erforderlich ist. Es sichert alles von den Schultern abwärts und hält kritische Körperteile in der Sicherheit des Rollreifens. Der Kopf ist jedoch nicht gesichert. Während bei den Rennen Halskrausen getragen werden, führt die schiere Zentripetalbeschleunigung des Autos dazu, dass die Köpfe der Kinder oft von der Mitte der Strecke weggedrückt werden. Es ist sehr schwierig, sich auf die Innenseite der Strecke zu konzentrieren, während ihre Köpfe in die andere Richtung gezwungen werden, und daher haben die meisten Autos ein seitliches Kopfstützsystem.

Kopfstützensysteme gibt es in allen Formen und Größen. Da Boxencrews den Rahmen des Autos nicht ändern können, sind die meisten Lösungen einfach und unbeständig. Chases Vater verwendete zu seiner Unterstützung ein Sicherheitsnetz für ein Sprintauto, das vom Überrollbügel bis zur vorderen Verstrebung des Autos gespannt war. Hat gut funktioniert, war aber keine Dauerlösung. Vor diesem Hintergrund haben wir mit Chase und seinem Vater zusammengearbeitet, um eine überlegene Kopfstütze zu entwerfen und zu drucken.

Herstellung einer Markforged-Kopfstütze

Die Markforged-Kopfstütze musste die Kopfstütze aus Sicherheitsnetz in einigen wesentlichen Punkten verbessern. Erstens musste es stabiler sein als das zuvor verwendete Sicherheitsnetz, während es ein wenig Flexibilität beibehielt. Zweitens muss das Teil fest am Rollreifen des Autos montiert werden, aber ohne Klebstoffe oder Schweißen. Drittens musste das Teil dem Helm von Chase entsprechen und aussehen, als gehörte es zu einem Rennwagen.

Normalerweise ist es mühsam, eine Kombination aus festen und flexiblen Teilen zu bekommen. Beim Mark Two ist es das nicht. Um den starken, soliden Teil zu erhalten, haben wir den Hauptkörper aus kohlefaserverstärktem Nylon gedruckt. Dieser Teil ist riesig . Es war einer der größten Teile, die wir auf dem Mark Two drucken können, und der Druck dauerte über sechs Tage. Dieses große, starke, singuläre Teil ist fast vollständig steif. Um den von uns gewünschten begrenzten Flex einzuführen, haben wir mit Kevlar verstärkte Klemmplatten gedruckt. Diese Platten biegen sich, wodurch die Kopfstütze beim Biegen leicht flexibel ist. Die Kombination der beiden Materialien passt sich dem gewünschten Verhalten der Kopfstütze an.

Ein großer Vorteil der Sicherheitsnetz-Kopfstütze war die einfache Montage. Kleine Metallbänder befestigten das Netz ausreichend um den Gitterrohrrahmen und ermöglichten ein manuelles Anziehen und Lösen der Kopfstütze. Die Rückhaltevorrichtung ließ sich zwar leicht anbringen, hatte jedoch nicht die mechanische Integrität, die eine robustere Lösung bieten könnte. Geben Sie Rohrschellen, Aluminiumstangen und Stangenenden ein. Durch die Verwendung von Stangenenden konnten wir die Metallrohre hart klemmen, um eine sicherere Verbindung zu gewährleisten. Am Überrollbügel fungieren zwei an beiden Seiten des Überrollbügels befestigte Aluminiumstangen als Querträger, an denen der Hauptkörper festgeklemmt wird. Da sowohl die Aluminiumstangenhalterungen als auch die Kevlar-Klemmstellen verstellbar sind, kann die gesamte Kopfstützenbaugruppe sowohl vertikal als auch seitlich verschoben werden; dies ist entscheidend, um einem ständig wachsenden Fahrer gerecht zu werden. Diese Klemmen halten die meiste Kraft. Wenn Sie jedoch nur diese verwenden, würde die große Kopfstütze unglücklicherweise auskragen. Um die Kopfstütze besser zu stützen, haben wir eine Onyx-Halterung mit mitverarbeiteten Muttern gedruckt. Dieser wird am Ende der Kopfstütze verschraubt, sodass eine dritte Aluminiumstange das Teil vom vorderen Verstrebungselement abstützen kann. Dieses Dreipunkt-Befestigungssystem hält das Teil vollständig ein und lässt nur die kleinen, gewünschten Durchbiegungen der Kevlar-Klemmplatten zu.

Nylon und Kohlefaser sind von Natur aus ästhetisch ansprechender als Sicherheitsnetze; Die Designfreiheit, die der Mark Two ermöglicht, bedeutete jedoch, dass das endgültige Design sowohl für Chase angepasst als auch optisch zum Auto ergänzt werden konnte. Die letzte Kopfstütze hat eine Krümmung, die zu Chases Helm passt, und ist abgewinkelt, um die Zentripetalbeschleunigung zu eliminieren und seinen Kopf zur Mitte der Strecke zu richten. Seine Nummer ist auch in das Teil eingedruckt, so dass Chase nicht nur die funktionalste Kopfstütze auf der Strecke hatte, sondern auch am besten aussah!

Rennen

Es ist schwer, mit Ergebnissen zu argumentieren, und die Ergebnisse sind genau das, was Chase mit der neuen Kopfstütze erreicht hat. In seinem jüngsten Quarter Midget-Rennen mit der neuen Kopfstütze hat Chase hervorragende Kurven gesichtet und gewonnen! Mit Markforgeds Hilfe fährt Chase besser denn je. Wenn Sie die Kopfstütze selbst untersuchen möchten, können Sie die .stl-Hauptdatei hier herunterladen.