Queen's Award for Enterprise

只有比赛而没有创新?

「F1一级方程式的規定改革, 在促进创新發展中, 发挥惊人的作用。」賽車部門總經理, 菲力• 沃德(Phil Ward)表示。

虽然规则的改变, 在活跃的F1 赛车世界裡, 代表著头疼与挑战,因為赛车队伍不但必须专注於维持可靠性和如何在每一轮竞赛中夺得最高分,现在还需要符合最新规定,然而这通常能為工程师创造更多发挥的空间。

这一年,每辆车都搭载著全新的引擎,这是赛车管理机构国际汽联(FIA)明文规定的最新规定,。显然,这段时间, 环保游说团体的声音, 已经越来越被人们所重视,赛车发动机需要改变成更轻、 更小、 更环保,是未来的趋势。因此在 2014 年,我们可以看到所有的 F1 车队从 2.4 升V8 自然吸气发动机,转变至一种新型 1.6 升涡轮增压 v6 发动机。

在赛季完毕前, 新一代的发动机, 势必将面临到可靠性的考验。这意味着所有工程供应链中的工作伙伴,不得不更加努力来研发新制造方法,如何从规模容量小很多的引擎上, 实现最大化功率输出。这种类型的工程难题是非常坩埚的的创新: 如果没有新的挑战和确定的目标,很容易让企业忽视 通常耗时和费钱的研发工作R&D。健康的市场竞争, 明确鼓励创新,然而对於赛车团队无法改变的赛车起跑线和比赛日期, 就不多加琢磨与专注!

事实上,这些因应最新规定而產生的工程挑战,在 F1 方程式赛车中充当一个显著的创新催化剂,将发动机技术的边界推向极限。

我们是第一个英国赛车队伍, 率先采用先进电脑断层扫描 (CT)仪器, 以更加地了解铸造高緻密度和几何精度。由于拥有这种检验铸件内部和外部的能力,我们现在可以看到每一个阶段, 铸件生产过程的详细图片。如此我们能在同一组件中, 发现不同的几何结构, 使我们能够计算出收缩率的差别、 快速验证铸件和定义进化改变从而修改模具,创建更加精确的铸件。CT 扫描的使用, 也使得通常必须以破坏性测试来作验证的铸件内部结构, 得以被直接检验, 并与相关的热动力学仿真预测作对比,从而提供模拟工程师真实的铸件内部3 维数据。

此外,这也帮助我们了解更多有关关键领域内,发动机铸造失真的细节,特别是在水路流程 (发动机行為表现的关键),也同样可以应用于更广泛汽车市场中的高性能柴油发动机。这说明了在赛车界的众多创新方法也可以适用于一般汽车產业。

另一项受到F1赛车发动机改革而產生的发展,就是数位砂印刷机 — 铸造行业版本的 3D 打印技术,这造就了更多高复杂度发动机零件的制造。这个令人兴奋的技术大大减少开发时间,促进更大的几何灵活性,现在它已成為我们工程设备的核心部分。

这次F1赛车中再次採用的涡轮增压引擎 ,比上一代运行在更高的温度下,造成了对於材料性能的挑战,从而促成 R&D 在冶金方面的投资。

传统上,铸造金属的选择一直是标准铝硅合金。然而,自从规定要求要更小、 更轻便、 以及涡轮引擎,我们已经率先使用定制的铝铜合金,在较高温度下,其具有较好的力学性能。採用的这种新合金,正补充了我们现有的各种高性能工程用材料的多样性。

虽然许多铸造专家对这些定制的合金有著疑虑,但是经过深度地理解金属处理和铸造过程,我们却能够生產出在高温下,拥有较强力学性能的铸件。

在最后的分析中,F1赛车的 绿色议程,已导致铸造工艺的重要转变。我们於赛车部门所採用的 CT 扫描仪、 新金属的使用和最新三维印刷技术,都是五年前闻所未闻。

现在这些技术和工艺在高精密铸造业界已司空见惯。不用很久,这些赛车界的专业知识与科技就能被传统汽车制造商善加利用。

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