Studenten bouwen elektrische racewagen met body uit 3d-printer

Studenten van de Zuyd Hogeschool werken aan een elektrische racewagen die in juli gaat deelnemen aan de Formula Student-race op Silverstone. De kunststof body van de racewagen komt uit een grote 3d-printer, wat het team enkele voordelen oplevert.

De body is 1,40 meter lang en bestaat uit vijf onderdelen die gemaakt zijn met een 3d-printer van het bedrijf Tractus 3D, dat gespecialiseerd is in 3d-printers voor grote objecten. Een hele body is in een week geprint, vertelt Rob van Loevezijn, senior docent van de faculteit Bèta Sciences and Technology bij Zuyd Hogeschool en een van de drijvende krachten achter Project FormulaStudent, of Project Fuze, zoals het intern aangeduid wordt. De raceauto van de Zuyd Hogeschool bevat twee elektromotoren met in totaal 280pk.

"Een van de voordelen is dat we vormvrijheid hebben. We kunnen complexe structuren gebruiken die normaal niet te maken zijn. Dat levert niet alleen een mooie auto op, maar biedt ook voordelen voor de aerodynamica", vertelt de docent. "Bovendien kunnen we de functionele onderdelen optimaal in de ruimte plaatsen. Het helpt daarbij dat we gebogen vormen gebruiken." Aan de body worden overige onderdelen, zoals de accu's, wielophanging en neus, bevestigd. Bovendien is de body eenvoudig opnieuw te printen als deze bij bijvoorbeeld een crashtest verloren gaat.

Om de stevigheid te vergroten maken de studenten gebruik van een honingraatstructuur in het materiaal. Dat materiaal betreft pla, dat vaak voor 3d-printers gebruikt wordt, maar wordt aangevuld met toevoegingen die biologisch afbreekbaar zijn. Hiervoor werkt de hogeschool samen met Innofil3D, dat het materiaal PRO1 noemt. "Het heeft dezelfde eigenschappen als het stevige abs, dat je kent van lego", claimt Van Loevezijn.

De 'huid' van de racewagen is gemaakt van koolstofvezels. Voordeel is het lage gewicht in combinatie met de stevigheid, maar het nadeel is dat er bij een breuk scherpe randen kunnen ontstaan die de coureur kunnen verwonden, legt Van Loevezijn uit. "We hebben daarom Dyneema-vezels in het materiaal verwerkt, die net als het gaas bij draadglas het materiaal bij elkaar houden bij breuken." Volgens de docent hebben de studenten daarnaast verbeteringen doorgevoerd bij de remschijven; het gaat om aluminium remschijven met een keramische voering, die een derde minder wegen dan de stalen versies.

Het project loopt al sinds 2015 en er zijn in totaal vier hogescholen bij betrokken die alle een eigen rol spelen. Van de Zuyd Hogescholen is Heerlen verantwoordelijk voor techniek, Sittard voor het businessplan en Maastricht voor de marketing. De Hogeschool PXL in het Belgische Hasselt ontwikkelde het elektrische differentieel. Daarnaast zijn meerdere bedrijven betrokken bij het project.

De Formula Student-race vindt van 20 tot en met 23 juli plaats in het Britse Silverstone. De teams worden niet alleen beoordeeld op het racen, maar ook op de kosten, het ontwerp, de acceleratie en de wegligging. Momenteel zitten de Zuyd-studenten in de bouwfase. Daarna volgt nog een testfase voor de race. Op 17 mei onthult het team het ontwerp van de raceauto.

Ook de TU Delft en TU/e deden eerder mee aan de race, evenals Formula Electric Belgium, van de KU Leuven. Samen met de TU/e doen zij dit jaar mee met de Formula Student Germany-competitie.Het team van Technische Universiteit Eindhoven toont op 12 mei zijn nieuwe elektrische bolide.

Reacties (47)

[MadMarky]

Mooie plaatjes hoor, maar op de renders zijn geen aandrijfassen te zien en er zit op het oog ook niets in de wielnaven verwerkt. Hoe gaat de aandrijving plaatsvinden en is dat op twee of op vier wielen?
Het is in ieder geval een serieus (piek)vermogen voor zo'n klein karretje.

[LOTG]

Inderdaad, er is opvallend weinig aandrijving voor de wielen te bespeuren.

Zo bespaar je natuurlijk wel enorm veel energie die verloren gaat bij het transport naar de banden

Als ik moet gokken zou ik zeggen een motor per achterwiel, gezien Formula E auto's ook achterwiel aangedreven zijn.
Ook het meest logische als je kijkt naar het design. Vooraan is helemaal dicht zoals ook bij een F1 auto en achter is zat kans om even een as te trekken, of misschien om de motoren gewoon in de wielen te plaatsen.

[wouzke]

Ik ben verre van auto engineer of dergelijke, maar heeft een motor in het wiel niet het grote nadeel dat het onafgeveerd gewicht de hoogte inschiet? Wat voor een race auto funest is.

[Epsilon]

Exact de vraag die ik stelde aan de het team van Eindhoven. Hun antwoord was dat de torsievervorming van aandrijfas dusdanige nadelen op kon leveren voor de 4WD regeling (die auto heeft op elk wiel een motor) dat deze niet opwegen tegen de nadelen om het als onafgeveerd gewicht te hebben .

De auto's worden elk jaar doorontwikkeld, dus mogelijk kunnen ze dat dit jaar of in de komende jaren laten zien.

[wouzke]

Interessant, bedankt!

[bjp]

motoren in de wielen denk ik. Misschien zelf vooraan.


edit: ik meende achteraan zeker, en misschien ook vooraan (dus 4x4).

[Reactie gewijzigd door bjp op 23 juli 2024 13:47]

[LOTG]

Waarom zou je de motoren voorin zetten?
Achterwiel aandrijving bied veel meer voordelen dan voorwielaandrijving, zeker in dit soort auto's.

Tevens de reden dat ik zeg achterwiel aandrijving is dat mijn alternatieve keuze vierwielaandrijving zou zijn geweest, waarbij er een motor voor en een achter geplaatst word.

[Reactie gewijzigd door LOTG op 23 juli 2024 13:47]

[supersnathan94]

Met 280PK is voorwielaandrijving op zo'n auto niet zo'n strak plan. Dan weet je geheid dat je bocht uit vliegt of je je banden kapot spint.

[Verwijderd]

Met 280PK is voorwielaandrijving op zo'n auto niet zo'n strak plan. Dan weet je geheid dat je bocht uit vliegt of je je banden kapot spint.

Er zijn tegenwoordig heel veel zeer snelle auto's die dat soort vermogen via de voorwielen kunnen verwerken hoor. Techniek heeft niet stil gestaan. Ik heb jaren een Civic Type R gehad en die had dat vermogen en ging als een speer. Vond het altijd leuk rijden met de voorbandjes die als kleine handjes aan de weg trokken.

Kijk ook eens naar Leon Cupra, nieuw Focus, Megan Multisport etc.

[supersnathan94]

Die zijn alleen wel vele malen zwaarder dan zo'n karretje. Met dergelijke snelheden (want dat fiksen die PKtjes) is remmen erg lastig binnen korte afstanden.

[LOTG]

Het is inderdaad mogelijk om veel vermogen op de voorwielen te plaatsen, dat neemt niet weg dat het een hoop nadelen heeft die bij dat soort auto's deels worden opgelost.
Daar komt ook nog eens bij dat de motor daar vaak op de vooras ligt wat ook nadelig is.

Dat het kan betekend niet dat het voordelen heeft.

Een achterwiel aangedreven auto heeft al direct voordeel bij acceleratie. Het gewicht verplaatst zich vanzelf naar achteren bij het accelereren waardoor de druk op de aandrijvende wielen komt te staan. Voor worden ze juist een beetje gelift waardoor je sneller doorslipt.
Dan heb je ook nog eens het probleem dat torque steering optreed waardoor het lastiger word om in een rechte lijn weg te rijden.

Hoe los je dit op?
- Met veel electronica en het reguleren van vermogen, of te wel je verliest acceleratie.
- Met complexere constructies (zoals HiPer strut), meer gewicht en meer wat stuk kan.
- Door meer gewicht op de vooras te plaatsen (de motor), slechtere gewichts verdeling. Je wilt idealiter 50/50.

Er is een reden dat de meeste race auto's RWD of AWD zijn.

Alleen is het lastiger om van een FWD hatchback een RWD te maken, dan er een snelle motor in te leggen.

[flippy]

280pk zegt niet zoveel, newtonmeters zorgen dat je banden doorslippen.

pk's zeggen alleen hoe hard je tegen een muur kan rijden, newtonmeters zeggen hoeveel van de muur je meeneemt.

[bbob]

en nm ligt bij elektrische aandrijving normaal vrij hoog en zeker bij lagere snelheid al hoog koppel.
Dus voorwiel geen goed idee

[flippy]

Bij electrische aandrijving maakt 4x4 alleen maar zin.

[bbob]

dus geen voor maar fourwielaandrijving.

[warhamstr]

Nee, met juiste 'gas' dosering of tractiecontrole is dat natuurlijk wel te ondervangen.

[otandreto]

Het zou idd een logische keuze zijn om ze in de naaf te plaatsen. Er zijn veel teams die dat op een manier toepassen. Een ander punt is dat er wordt gesproken over een elektrisch differentieel. Dit zou kunnen insinueren dat de differentieel werking voor de mechanische aandrijving plaats vindt en dus een soort vector regeling.

Motoren voorin zou idd niet gunstig zijn (zou als LOTG aangeeft), zeker niet bij een acceleratie test.

[Reactie gewijzigd door otandreto op 23 juli 2024 13:47]

[LOTG]

Als je per wiel een motor hebt is een differentieel eigenlijk al overbodig, je kunt gewoon softwarematig de aandrijving per wiel regelen. Het enige voordeel van een elektrische diff is dat je het moment kunt kiezen waarop hij lockt per situatie maar als je geen mechanische link tussen links en rechts hebt is dat dus al niet nodig.

Spaart weer een hoop gewicht en een stuk complexe mechanica en elektronica.

[MacD]

In theorie is een software differentieel dus wel een electrisch diff

[LOTG]

Nee want de software doet niet het zelfde als een differentieel. Dan zou je ook kunnen zeggen dat ESP een differentieel is want die kan de wielen links en recht remmen.

Als iets het zelfde resultaat heeft is het nog niet het zelfde, ook theoretisch niet.

[theredone51]

De vering is anders ook nog niet "aangesloten" Maar zo te lezen gewoon 2 motoren, 1 per achterwiel. Daarmee ook het stukje over het "elektrisch differentieel" (ofwel Torque Vectoring) . Overbrenging vervolgens danwel met planetair tandwielstelsel en rechtstreeks op het wiel, of met riem/ketting overbrenging en aandrijfassen.

[Reactie gewijzigd door theredone51 op 23 juli 2024 13:47]

[Ortixx]

De aandrijving zit 'em hoogstwaarschijnlijk in de wielen net zoals bij FS Delft. Die gebruiken AMK Motoren.

[Redmen800]

Delft, Eindhoven en FE Belgium gaan niet naar Silverstone dit jaar. De competitie in Duitsland (de grootste competitie) heeft een eigen regelboek gemaakt. Deze is overgenomen door de meeste Europese competities, maar niet UK. Zyud zie ik trouwens niet op de participants list staan van FS UK.

[gentlemen]

Is zo een hoge hoofdsteun goed voor de aerodynamica? Lijkt mij toch niet zo of zie ik het verkeerd?

[Reactie gewijzigd door gentlemen op 23 juli 2024 13:47]

[LOTG]

Ik denk dat je een beetje een vertekend beeld hebt van de afmetingen van de auto. Het is meer een kart dan een auto. Kijk ook naar andere Formula Student auto's. Waarschijnlijk zit de helm ongeveer gelijk met boven. Die rollbar zit ook niet voor niets op die hoogte daar boven.

[otandreto]

Idd, net zo als in andere competities zijn er hier reglementen die bepalen hoe hoog die rolbar moet zijn (of juist hoeveel hij boven het bovenste deel van de helm moet uitsteken).

[MiesvanderLippe]

Aerodynamica of niet, voorlopig zit er iemand in en het is wel fijn als die het overleefd.

[mark-k]

Daar heb je HANS devices voor, enige dat voor veiligheid zorgt is de beugel erboven bij omrollen. Dat hele stuk eronder zorgt waarschijnlijk alleen voor extra drag.

[Xtsorion]

Ben ook erg benieuwd naar de daadwerkelijke positie van de bestuurder. Als de bestuurder daadwerkelijk zo laag zit om dat voorruitje enig nut te geven lijkt die steun wel belachelijk hoog

[warhamstr]

Zo hoog zittie, en dat voorruitje heb je niets aan natuurlijk. Maargoed, op een kart zit ook geen voorruit.

[BeosBeing]

Het is geen hoofdsteun maar een roll-bar. Daarom moet die hoger zijn.

[flessuh]

Dat zal wel even duren om te printen.

[rob079]

Uit de tekst: "Een gehele body is in een week geprint, vertelt Rob van Loevezijn, senior docent..."

[flessuh]

Hmm, ik dacht dat het deel op de foto nog niet volledig was, dat ze dat bedoelden.

Wel stuk langer dan de printjes in een middag die ik gewend ben

[Zteve]

Blijf het bizar vinden wat er allemaal mogelijk is met die 3d printers. Heb het idee dat als het allemaal nog doorontwikkeld wordt dat er op een gegeven moment weinig beperkingen meer zijn aan wat er mogelijk is met deze techniek. Mooi om te zien!

[Verwijderd]

https://www.bol.com/nl/m/service/de-winkelwagen/index.html

[freelh]

Groep T, Leuven deed dit in 2012. http://www.formulaelectric.be/history/2011-2012/areion

[MadMarky]

Dat is toch geen groot nieuws? Ze hebben sindsdien ieder jaar meegedaan en in het artikel staat genoemd dat ze er dit jaar ook weer bij zijn.

[freelh]

Formula Student is al een lange tijd actief in binnen- en buitenland, ook voor 2012 en daarna. Delft bijvoorbeeld hoort bij de absolute top. Ikzelf heb deelgenomen in 2011 en 2012.
De Areion van 2012 meer specifiek, heeft ook een body gemaakt in een grote 3D printer. Dus 5 jaar voor de Zuyd Hogeschool... Maar het blijft fascinerend, desalniettemin!

[Induslogic]

Het grote verschil met FGT is dat Areion een onderliggend stalen spaceframe had waardoor de 3D geprinte bodylotion enkel een esthetische functie had.
Bij bovenstaande wagen wordt het hele frame opgebouwd door 3D geprinte stukken

Waar ik wel benieuwd naar ben is het uiteindelijke gewicht van deze wagen. Ik weet dat de body van Areion al veel woog en dat waren maar stukken van enkele millimeters dik.

[freelh]

Als het een geprinte monocoque is, zou dit een serieuze stap vooruit zijn. Maar dat komt niet echt naar voor in het artikel...

[Fe®]

Grappig , waar ik werk hebben een body voor deze raceklasse gefreesd en geboord.

[SSDtje]

"het gaat om aluminium remschijven met een keramische voering, die een derde minder wegen dan de stalen versies."
En ook nog eens weer relatief snel afkoelen, in vergelijking tot / met staal, dat moeten wij tweakertjes toch ook wel weten, met die enorme koelkastelen die je soms op CPU'tjes en GPU'tjes ziet zitten tegenwoordig.

Maar echt super nice hoor dit, wat baal ik er op dit soort momenten van, dit ik vanwege mijn aandoening niet mag rijden.
Maar goed, dat mag de pret voor de heren en dames van de hoge scholen niet drukken natuurlijk, en ik zeg dan ook, laat het beste team winnen.
Ik blijf dit in elk geval in de gaten houden, en zal voor jullie duimen wanneer het eenmaal zover is

En bij deze nog even een filmpje voor de liefhebbers: klik

Edit: Reactie nog even iets aangevuld.

[Reactie gewijzigd door SSDtje op 23 juli 2024 13:47]

[Verwijderd]

Haha, 280pk in dit ding? Wil wel graag een crashtest zien met dit ding, lijkt me spannend!