Construção Quarter Midget:Apoio de cabeça impresso em 3D

Escrevemos muito sobre como fazer peças fortes e de uso final com o Mark Two. É por um bom motivo; a força e a confiabilidade das impressoras que produzimos permitem imprimir peças que antes não eram impressas. Já ultrapassamos os limites de resistência e resistência com nossas peças antes, mas há um parâmetro que realmente não testamos com peças de uso final; o potencial de tamanho absoluto de uma peça impressa Mark Two. Para esta postagem, expandimos os limites de tamanho e peso em nossa impressora para produzir um encosto de cabeça personalizado para Chase, um piloto de um carro de corrida anão.

Plano de fundo do trimestre anão

Quarter Midgets of America é uma organização que facilita as corridas juvenis em pistas curtas nos Estados Unidos. Os carros de formato único são derivados dos carros de corrida Midget, que são veículos de pista curta com relações peso-potência muito altas. Eles são corridos por crianças de 5 a 16 anos em pistas com 1/20 de milha de comprimento. Existem muitas classes de corrida com base no tamanho do motor e idade, mas a maioria dos aspectos críticos do carro são consistentes entre os pilotos. A corrida é altamente técnica:entrar e sair das curvas faz precisamente a diferença entre ganhar e perder. É muito mais fácil falar do que fazer isso, especialmente nas velocidades de 50 mph que alguns pilotos alcançam.

Apesar da velocidade dos pilotos, os eventos do Quarter Midget são incrivelmente seguros. Isso se deve ao extenso sistema de arreios exigido nos carros. Ele protege tudo, desde os ombros para baixo, mantendo as partes essenciais do corpo dentro da segurança do arco de segurança. A cabeça, no entanto, não está segura. Embora as corridas usem suspensórios para o pescoço, a aceleração centrípeta do carro significa que as cabeças das crianças muitas vezes são forçadas para longe do centro da pista. Focar no interior da pista enquanto suas cabeças são forçadas para o outro lado é muito difícil e, como resultado, a maioria dos carros tem algum sistema de suporte lateral de cabeça.

Os sistemas de suporte de cabeça vêm em todas as formas e tamanhos. Como as equipes de box não podem alterar a estrutura do carro, a maioria das soluções é simples e impermanente. O pai de Chase empregou uma rede de segurança para um carro de corrida esticada desde o aro até o suporte dianteiro do carro para seu suporte. Funcionou bem, mas não foi de forma alguma uma solução permanente. Com isso em mente, trabalhamos com Chase e seu pai para projetar e imprimir um apoio de cabeça superior.

Fazendo um apoio de cabeça Markforged

O encosto de cabeça Markforged teve que melhorar o encosto de cabeça da rede de segurança em alguns aspectos importantes. Primeiro, ela precisava ser mais sólida do que a rede de segurança usada anteriormente, mantendo um pouco de flexibilidade. Em segundo lugar, a peça precisava ser montada no aro do carro de maneira sólida, mas sem adesivos ou solda. Terceiro, a peça tinha que se conformar ao capacete de Chase e parecer que pertencia a um carro de corrida.

Normalmente, obter uma combinação de peças sólidas e flexíveis é uma dor. Com o Mark Two, não é. Para obter a parte sólida e forte, imprimimos o corpo principal em náilon reforçado com fibra de carbono. Esta parte é enorme . Foi uma das maiores peças que podemos imprimir no Mark Two, levando mais de seis dias para imprimir. Essa parte grande, forte e singular é quase completamente rígida. Para apresentar a flexibilidade limitada que queríamos, imprimimos placas de fixação reforçadas com kevlar. Essas placas são flexíveis, permitindo que o encosto de cabeça seja ligeiramente flexível ao dobrar. Os dois materiais combinam para corresponder ao comportamento desejado do apoio de cabeça.

Um grande benefício do encosto de cabeça da rede de segurança foi sua facilidade de montagem. Pequenas tiras de metal prendiam a rede adequadamente ao redor da estrutura espacial, permitindo o aperto e afrouxamento manual do encosto de cabeça. Embora a restrição fosse anexada facilmente, ela não tinha a integridade mecânica que uma solução mais robusta poderia fornecer. Insira as braçadeiras do tubo, as hastes de alumínio e as extremidades das hastes. Usando pontas de haste, pudemos prender com força os tubos de metal, garantindo uma conexão mais segura. No aro, duas hastes de alumínio conectadas a cada lado do aro atuam como travessas nas quais o corpo principal é preso. Como os suportes da haste de alumínio e os locais das braçadeiras Kevlar são ajustáveis, todo o conjunto do apoio de cabeça pode ser movido vertical e lateralmente; isso é fundamental para estar continuamente em conformidade com um driver cada vez maior. Essas pinças retêm a maior parte da força. No entanto, usar apenas eles deixaria o grande apoio de cabeça em balanço de uma forma infeliz. Para melhor apoiar o encosto de cabeça, imprimimos um suporte Onyx com porcas coprocessadas. Este é aparafusado na extremidade do encosto de cabeça, permitindo que uma terceira haste de alumínio prenda a parte do membro de reforço frontal. Este sistema de fixação de três pontos restringe totalmente a peça, permitindo apenas as pequenas deflexões desejadas das placas de fixação de kevlar.

Nylon e fibra de carbono são inerentemente mais agradáveis ​​esteticamente do que redes de segurança; no entanto, a liberdade de design que o Mark Two permite significa que o design final pode ser personalizado para Chase e visualmente complementar ao carro. O encosto de cabeça final tem uma curva que corresponde ao capacete de Chase e é inclinado para negar a aceleração centrípeta e apontar sua cabeça em direção ao centro da pista. Seu número também está impresso na peça, então, além de ter o apoio de cabeça mais funcional da pista, Chase parecia o melhor também!

Corrida

É difícil contestar os resultados, e os resultados são exatamente o que Chase obteve com o novo apoio de cabeça. Em sua mais recente corrida Quarter Midget com o novo encosto de cabeça, Chase notou curvas de forma excelente e venceu! Com a ajuda de Markforged, Chase está correndo melhor do que nunca. Se você quiser examinar o encosto de cabeça por si mesmo, o arquivo .stl principal está disponível para download aqui.