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Fallstudie

5-Achs-CNC-Bearbeitung für Formula SAE: Vorderachsträger aus Aluminium 7075-T6

Formel Frontständer
Projektübersicht
Branche
Automobilindustrie / Motorsport
Produkt
Speziell angefertigte vordere Achsschenkel (Lenkhebel)
Material
Aluminiumlegierung 7075-T6
schaffen
5-Achs-CNC-Prototypenfertigung & -Bearbeitung
Produktionsart
Kleinserienfertigung
Oberflächenfinish
Wie bearbeitet
Präzision
± 0.01 mm
Vorlaufzeit
10 Werktage (ohne Versand)
Funktion
Die vorderen Achsschenkel dienen als Verbindungspunkt für Radnabe, Federung, Bremsen und Lenksystem und beeinflussen somit direkt das Fahrverhalten, die Stabilität und die Zuverlässigkeit des Fahrzeugs.
CNC-Bearbeitung der vorderen Ständer
Lehigh Formula SAE Team

Über den Kunden

Das Lehigh Formula SAE Team ist ein studentischer Ingenieurclub mit über 30 Mitgliedern, die sich für Motorsport und verwandte Branchen interessieren. Jedes Jahr entwickelt, fertigt und fährt das Team einen speziell angefertigten Einsitzer-Rennwagen im SAE-Wettbewerb für Hochschul-Konstruktionsfahrzeuge. Die Teilnahme an diesem Projekt vermittelt den Studierenden Kenntnisse in der Anwendung von Ingenieurprinzipien, im Treffen von Geschäftsentscheidungen und im Aufbau professioneller Lieferantenbeziehungen.

Was ist die Formel SAE?

Formula SAE ist ein internationaler Ingenieurwettbewerb für Studierende, bei dem Universitätsteams einen Prototyp eines kleinen, Formel-1-ähnlichen Fahrzeugs entwickeln, bauen und damit Rennen fahren. Bewertet werden die Studierenden nicht nur nach ihrer Geschwindigkeit auf der Rennstrecke, sondern auch nach ihrer Fähigkeit, Konstruktion, Kosteneffizienz und Herstellbarkeit in Einklang zu bringen. Professionelle CNC-Bearbeitung ist daher ein entscheidender Faktor für den Erfolg bei Formula SAE.

Was das Formula SAE Team benötigte

Für das Lehigh Formula SAE Team sind die vorderen Radträger geschäftskritische Bauteile, die die Fahrwerksgeometrie, die Lenkpräzision und die allgemeine Zuverlässigkeit auf der Rennstrecke direkt beeinflussen. Diese Radträger sind für einen Hochleistungs-Einsitzer-Rennwagen konzipiert und müssen extremen mechanischen Belastungen standhalten sowie enge Toleranzen und absolute Montagegenauigkeit gewährleisten.

Die Herausforderung für Lehigh geht jedoch über die reine Physik hinaus. Die Formula SAE-Rennserie verlangt von den Studierenden, innerhalb eines Entwicklungszyklus von 8 bis 12 Monaten ein Formel-Rennfahrzeug zu konzipieren, zu konstruieren und zu fertigen. Die Teams werden nicht nur nach Geschwindigkeit bewertet, sondern auch nach ingenieurtechnischer Präzision, Herstellbarkeit und Kosteneffizienz. Daher ist die Auswahl der Zulieferer von entscheidender Bedeutung – ein Balanceakt zwischen technischer Kompetenz, kurzen Lieferzeiten und Budgetbeschränkungen.

Bei der Auswahl potenzieller Fertigungspartner benötigte Lehigh mehr als nur eine Werkstatt, die Metall bearbeiten konnte. Gesucht wurde ein Partner mit nachweislicher Erfahrung in der Automobilindustrie, fundiertem Verständnis für die besonderen Anforderungen der FSAE-Serie und der Fähigkeit, rennfertige Komponenten innerhalb kürzester Zeit zu liefern.

CNC-Bearbeitung der vorderen Ständer 01CNC-Bearbeitung der vorderen Ständer 02

Warum sollten Sie sich für 3ERP bei den Formula SAE-Teilen entscheiden?

Für Formula SAE-Teams und Automobilinnovatoren kann die Wahl des richtigen CNC-Bearbeitungspartners darüber entscheiden, ob eine Konstruktion die Qualitätskontrolle besteht oder auf der Rennstrecke scheitert.

Lieferzeit (2)

Nachgewiesene Expertise in der CNC-Bearbeitung von Automobilteilen

Bei 3ERP bearbeiten wir nicht einfach nur Teile; wir verstehen ihre Anwendung. Dank unserer langjährigen Erfahrung in der Bearbeitung von Automobilteilen kennen wir die strukturellen und prozesstechnischen Anforderungen unserer Kunden. Dieses Know-how ermöglicht es uns, Bearbeitungslösungen zu liefern, die optimal auf die technischen Anforderungen von Fahrwerkskomponenten im Motorsport zugeschnitten sind.
Ingenieur (1)

Die nächste Generation von Ingenieuren stärken

Die Förderung der Ingenieure von morgen ist Teil unserer Mission. 3ERP engagiert sich aktiv für die Ingenieurausbildung und studentische Innovationen. Wir haben bereits mehrere Teams gesponsert, die an Formula SAE-Wettbewerben teilgenommen haben, und ihnen professionelle CNC-Bearbeitungsdienstleistungen zur Verfügung gestellt, um studentische Entwürfe in funktionale, renntaugliche Teile umzusetzen. Gleichzeitig haben wir Einblicke in die besonderen Anforderungen von Motorsportprojekten im Bildungsbereich gewonnen.
Kapazität

Hervorragende, effiziente und wirtschaftliche Fertigungslösungen

Dank effizienter Produktionsabläufe und optimierter Fertigungsprozesse liefert 3ERP hochwertige CNC-gefräste Teile mit kurzen Lieferzeiten und gleichzeitig hoher Kosteneffizienz. Durch die optimale Abstimmung von Leistung, Lieferzeit und Kosten bieten wir Lösungen, die unsere Kernwerte – exzellente Qualität, effiziente Produktion und wirtschaftliche Lösungen – widerspiegeln und Teams wie Lehigh Formula SAE einen sicheren Weg vom Design bis zum Renneinsatz ermöglichen.

Wichtige Herausforderungen bei der Bearbeitung

01

Gefräst aus einem massiven Aluminiumblock

Die Teile werden aus einem einzigen Aluminiumblock gefräst, was eine genaue Kontrolle der Geometrie mehrerer Oberflächen und der Positionsbeziehungen zwischen den Befestigungselementen erfordert.
02

Anforderungen an die Genauigkeit bei mehreren Oberflächen

Mehrere Funktionsflächen und Lochachsen müssen eine strikte Koaxialität, Rechtwinkligkeit und Positionsgenauigkeit aufweisen, um die Ausrichtung der Aufhängung und die Zuverlässigkeit der Montage zu gewährleisten.
03

Hochpräzise Loch- und Gewindemerkmale

Mehrere Präzisionsbohrungen und Feingewindebohrungen erfordern stabiles Bohren, Ausdrehen und starres Gewindeschneiden, um Passgenauigkeit und Gewindesicherheit zu gewährleisten.

Unsere Bearbeitungslösung

Unsere Ingenieure lieferten erstes DFM-Feedback zur Optimierung der Werkzeugwege für die kundenspezifische Aluminiumbearbeitung dieser vorderen Stützen, um ein optimales Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht zu gewährleisten. Darauf aufbauend implementierte 3ERP eine fortschrittliche 5-Achs-CNC- Bearbeitungslösung mit einer optimierten Bearbeitungsstrategie.

01

5-Achs-Ein-Aufspannungs-Bearbeitung

Beide Ständer werden in einer einzigen Aufspannung auf einem 5-Achs-CNC-Bearbeitungszentrum fertiggestellt. Dies ermöglicht einen uneingeschränkten Zugang aus verschiedenen Winkeln und eliminiert Fehler, die durch wiederholtes Nachspannen entstehen und bei der herkömmlichen 3-Achs-CNC-Bearbeitung häufig auftreten.
02

Hohe Präzisionsfähigkeit

Durch den Einsatz einer 5-Achs-CNC-Maschine von Beijing Jingdiao wird die Maßgenauigkeit konstant im Bereich von ±0.01 mm gehalten und erfüllt somit die hohen Anforderungen an Motorsport-Fahrwerkskomponenten.
03

Optimierte Lochbearbeitung und Gewindeschneiden

Präzisionsbohren, -ausdrehen und starres Gewindeschneiden gewährleisten eine genaue Lochgeometrie und eine zuverlässige Feingewindequalität, die mit Hilfe spezieller Gewindeprüflehren überprüft wird.
04

Strenge Zwischen- und Endkontrolle

Jedes Teil wird vor der Auslieferung einer gründlichen Maß- und Gewindeprüfung unterzogen, um sicherzustellen, dass alle kritischen Merkmale den Konstruktions- und Montageanforderungen entsprechen.

CNC-Bearbeitungsprozess

Sehen Sie, wie 3ERP mit Hilfe fortschrittlicher 5-Achs-CNC-Bearbeitung die vorderen Radträger für die Formula SAE aus massivem 7075-T6-Aluminium fertigt.

Technische Highlights

Schaffung einer perfekt ebenen Referenzfläche für nachfolgende Arbeitsgänge.

Schnelles Entfernen von grobem Material aus dem 7075-T6-Rohling zur Erzeugung der Grundform.

Die Neigefunktion des Schwenktisches wird genutzt, um optimale Schnittwinkel für hochpräzise Bohrungen zu erzielen.

Gewährleistung glatter, kratzfreier Innenwände mit effizienter Kühlmittelabfuhr.

Optimierung der Schnittparameter zur Erzielung einer überlegenen Oberflächengüte und strengen Maßhaltigkeit.

Implementierung der Schwingungsdämpfung für dünnwandige Bauteile zur Vermeidung von Verformungen.

Synchronisierte Spindel- und Vorschubachsen für präzise Innengewinde.

Scharfe Kanten werden entfernt, um die Sicherheit zu gewährleisten und ein professionelles Erscheinungsbild zu erzielen.

Mithilfe von Stiftlehren, CMM-Messungen und manuellen Kontrollverfahren werden Toleranzen von ±0.01 mm überprüft und die Prozesskonsistenz sichergestellt.

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