Máy In Form 4L Và Nhựa High Temp Đã Hỗ Trợ Đội Đua Padova In Hệ Thống Làm Mát Và Về Đích Như Thế Nào

Khi đội đua Race Up Team Padova bắt đầu xây dựng bộ tản nhiệt cho xe đua điện từ con số không, họ sớm nhận ra rằng mình cần sản xuất các linh kiện tùy chỉnh không chỉ có khả năng chịu nhiệt và đáp ứng tiêu chuẩn an toàn, mà còn phải vận hành ổn định trong một giải đua được ví như Formula 1 dành cho sinh viên. Với máy in 3D Formlabs Form 4L và các dòng nhựa kỹ thuật, nhóm sinh viên này đã chế tạo thành công bộ tản nhiệt tùy chỉnh có trọng lượng nhẹ hơn 67% so với các phiên bản trước đó và và xuất sắc giành vị trí trên bục vinh quang.

Cho đến trước mùa giải 2024, đội đua của Đại học Padua, Team Padova vẫn sử dụng bộ tản nhiệt thay thế từ một công ty chuyên sản xuất linh kiện cho xe đua Formula Student. Mặc dù các bộ tản nhiệt này có ưu điểm là dễ dàng lắp đặt và tích hợp, nhưng vẫn còn nhiều khía cạnh có thể cải thiện, bao gồm việc tối ưu hóa trọng lượng trong khi vẫn phải đảm bảo khả năng tản nhiệt cho toàn bộ hao phí năng lượng của xe.

Bằng việc sử dụng máy in 3D Form 4L, Form Wash, Form Cure và các dòng nhựa kỹ thuật, Team Padova đã chế tạo được bộ tản nhiệt nhẹ hơn cho chiếc xe đua điện của mình, góp phần giúp họ giành vị trí thứ ba chung cuộc tại cuộc thi FS ATA diễn ra ở trường đua Varano de’ Melegari, Ý.

Chế Tạo Bộ Tản Nhiệt Với Máy In Form 4L

Vì không có bộ tản nhiệt nào trên thị trường đáp ứng được nhu cầu, họ đã tiến hành nghiên cứu và quyết định lựa chọn thiết kế tản nhiệt dạng ống oval kết hợp cánh tản nhiệt. Tuy nhiên, các lõi tản nhiệt mà họ nhận được lại không trang bị các ống góp đầu vào và đầu ra. Để có thể tùy chỉnh hoàn toàn thiết kế phù hợp với ứng dụng và và các ràng buộc kỹ thuật, đội đã chuyển sang sử dụng công nghệ in 3D.

Các chi tiết in 3D bằng công nghệ FDM (in sợi nhựa nóng chảy) ngay lập tức thất bại do không chịu được nhiệt độ yêu cầu. Sau đó, đội đã chuyển sang công nghệ in 3D SLA (quang hóa nhựa), lựa chọn vật liệu High Temp Resin và máy in Form 4L.

“Sau quá trình đánh giá, thử nghiệm chuyên sâu và qua nhiều phiên bản nguyên mẫu, chúng tôi đã chọn nhựa High Temp của Formlabs, loại nhựa có khả năng chịu được cả ứng suất nhiệt và các yêu cầu cơ học của ứng dụng này.” 

Race Up Team Padova

In 3d Hệ Thống Làm Mát Bằng High Temp Resin 

Hệ thống làm mát được chia thành hai phần riêng biệt: mạch nước và mạch khí. Các bộ phận trong mạch nước phải chịu được nhiệt độ vận hành xấp xỉ 80 °C. Do đó, nhựa High Temp của Formlabs đã được lựa chọn vì có nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT) lên tới 238 °C tại áp suất 0.45 MPa, đây là mức cao nhất trong số các dòng nhựa của Formlabs.

Nhựa High Temp đã được sử dụng để in 3D:

• Đầu vào tùy chỉnh: Kết nối bơm ly tâm với đường ống mà không gây sụt áp.
• Các linh kiện và quạt tùy chỉnh: Dành riêng cho bộ tản nhiệt thiết kế riêng biệt.
• Bình tách khí: Một hệ thống thiết kế riêng biệt dùng để tách khí. Đúng như tên gọi, thiết bị này hoạt động bằng cách tạo ra một dòng xoáy để tách và loại bỏ các bọt khí ra khỏi chất lỏng, đảm bảo mạch làm mát vận hành tối ưu.

Thể tích in lớn của Form 4L cho phép nhóm in hai tấm và hai ống góp trong một lần in, từ đó gần như hoàn thiện một bộ tản nhiệt chỉ trong một quy trình. Sau khi xử lý hậu kỳ bằng máy Form Wash, Form Cure và chà nhám các điểm tiếp xúc, đội đã lắp ráp các bộ phận bằng keo dán chuyên dụng Loctite EA 9497.

So với bộ tản nhiệt năm trước, đội đã cắt giảm được khoảng 1200 g, tương đương giảm 67% trọng lượng cho mỗi bộ tản nhiệt. Xét trên toàn bộ hệ thống làm mát gồm hai bộ tản nhiệt, họ đã tiết kiệm được tổng cộng 2.4 kg.

“Việc đạt được kết quả tích cực trong việc giảm trọng lượng này có thể thực hiện được nhờ sự hỗ trợ từ Formlabs.” 

Đội đua Race Up Padova

In 3d Mạch Làm Mát Bằng Không Khí Với Flame Retardant Resin

Mạch làm mát bằng không khí là một vòng lặp hở, hút khí từ khu vực trung tâm xe để làm mát pin và sau đó đẩy khí ra phía sau. Không khí làm mát từng tế bào pin riêng lẻ thông qua các miếng tản nhiệt nhỏ giúp truyền nhiệt từ tế bào pin sang dòng khí. Hệ thống này có các yêu cầu an toàn nghiêm ngặt theo quy định của Formula SAE: các thành phần tiếp xúc với bộ pin phải được làm từ vật liệu chống cháy đạt tiêu chuẩn UL-94 V-0. Để đáp ứng các yêu cầu này, Race Up Padova đã chọn nhựa Flame Retardant để sản xuất các linh kiện.

Flame Retardant Resin là vật liệu chuyên dụng đạt chứng nhận UL 94 Blue Card, dùng để tạo ra các bộ phận có khả năng tự dập tắt lửa và không chứa halogen, với các chỉ số về cháy, khói và độc tính (FST) ở mức tối ưu. Những đặc tính này cho phép in 3D các bộ phận hoạt động tốt trong môi trường có nhiệt độ cao hoặc gần các nguồn gây cháy, chẳng hạn như hệ thống pin.

Đổi Mới Và Thử Nghiệm Trong Giáo Dục

“Nếu không có Formlabs, sự đổi mới này sẽ không thể thực hiện được theo cách tương tự: nhanh chóng, đáng tin cậy và chính xác.”

Race Up Team Padova

Ngoài nhựa High Temp và Flame Retardant, Team Padova còn sử dụng nhựa Rigid 10K để làm khuôn dập sợi carbon và nhựa Clear để thử nghiệm, kiểm chứng dòng chảy của lưu chất. Máy Form 4L có tính linh hoạt cao, thay đổi vật liệu nhanh chóng và dễ dàng, giúp đội tiếp cận toàn bộ danh mục nhựa của Formlabs để lựa chọn vật liệu tối ưu cho từng ứng dụng cụ thể.

Mặc dù chiếc xe của đội Padova đã giành vị trí thứ ba tại cuộc thi FS ATA, họ vẫn đang tìm cách cải tiến cho phiên bản tiếp theo, bao gồm việc thêm các gân tăng cứng cho các bộ phận, triển khai tối ưu hóa động lực học chất lưu và giảm lực cản. Một trong những công cụ chính mà họ sẽ sử dụng khi bắt đầu quá trình lặp lại này là gì? Đó chính là máy in Form 4L và các loại nhựa của Formlabs.

Khám phá Form 4L để bắt đầu in hoặc yêu cầu mẫu in miễn phí để tự mình đánh giá vật liệu của Formlabs.

Máy in 3D Formlabs được sử dụng để thúc đẩy và truyền cảm hứng cho sinh viên. Để tìm hiểu thêm về các nguồn tài liệu cũng như chính sách giá dành cho sinh viên và giáo viên, hãy truy cập trang tài nguyên của chúng tôi hoặc liên hệ với bộ phận bán hàng.