Témata
Reklama

Materiály v konstrukci formule F1

Vozy Formule 1 jsou superrychlé a superbezpečné. Proto se materiály komponent vybírají na základě jejich mechanických vlastností a hustoty. Protože čím je vůz lehčí, tím je rychlejší. Nejvhodnějším materiálem jsou uhlíková vlákna. Ale jaké kovy se ve vozech používají? I když se jedná o vyspělé materiály, vyrábějí se komponenty F1 často na standardních CNC strojích.

Formule 1 fascinuje. Je to Liga mistrů motosportu – jedinečná kombinace technologie, rychlosti, přesnosti a soutěživosti. V této sérii závodů se setkávají nejlepší jezdci a technické týmy s nejsložitějšími vozy a samozřejmě obrovským množstvím peněz. Jediný vůz F1 stojí celkem tři až čtyři miliony eur.

Vůz Formule 1 má výkon přes 1 000 koní. Vozy F1 mají desetkrát vyšší výkon než běžné vozy, a přitom váží jen polovinu. V roce 2022 činila minimální hmotnost včetně řidiče 798 kg. Největší část hmotnosti připadá na motorovou jednotku, která musí podle předpisů vážit nejméně 150 kg. U všech ostatních komponent se šetří co nejvíce hmoty. Toho se dosahuje jednak chytrým výběrem materiálů a jednak efektivní konstrukcí. Kromě snižování hmotnosti je vždy kladen důraz i na bezpečnost.

Čím lehčí, tím rychlejší. Výběr materiálů ve voze F1 kombinuje maximální snížení hmotnosti a maximální bezpečnost. (Zdroj: Avigator Fortuner/Shutterstock.com).

Kromě převodovky, motoru a zavěšení kol je vůz Formule 1 vyroben především z uhlíkových vláken. Karbonová vlákna se vyznačují vysokou tuhostí a pevností při velmi nízké hmotnosti – ideální pro Formuli 1. V případě extrémních mechanických a termodynamických požadavků je však třeba vsadit na kovy.

Reklama
Reklama

Srdce z 10 000 dílů: pohonná jednotka

Výkon dodává vyspělý hybridní motor V6 o objemu 1,6 litru. Tato supersilná monstra smí vyrábět pouze výrobci schválení mezinárodní federací FIA. V současnosti působí ve Formuli 1 Mercedes, Ferrari, Renault a Honda. Od roku 2026 to bude šest výrobců: Vedle čtyř zavedených značek se přihlásily také Audi a RB Powertrains/Ford. Každý tým F1 může odebírat motory pouze od jednoho z těchto výrobců a jeho úkolem je potom postavit celý vůz okolo tohoto motoru.

Motor Formule 1 má výkon přes 1 000 koní. Skládá se z bezpočtu různých materiálů: různých kovů a slitin, vzácných zemin, plastů, karbonových vláken a keramiky. (Zdroj: lunamarina/Shutterstock.com)

Pohonná jednotka vozu mistra světa 2021, Mercedesu W12, se skládá z 10 000 jednotlivých dílů. Předpisy FIA podrobně určují, který díl musí být vyroben z jakého materiálu a jakým způsobem. Pohonná jednotka je vyrobena převážně z kovů. Vzhledem k rozsáhlé vestavěné elektronice je nelze všechny vyjmenovat. Na mnoho dílů motoru a na zavěšení kol se používá titan nebo slitiny titanu, protože mají vysokou houževnatost, pevnost a tvárnost a jsou odolné proti korozi. Kvůli úspoře hmotnosti jsou méně namáhané díly, jako je hlava válců, vyrobeny z hliníku. Klikové a vačkové hřídele jsou vyrobeny z jediného ocelového obrobku.

Když se ozubená kola rozžhaví

Osmistupňová převodovka je po motoru druhou nejtěžší komponentou. Během 300 km dlouhého závodu v Silverstone jezdec přeřadí více než 2000krát. To je velká zátěž pro ozubená kola. Jsou vyrobena z vysokopevnostní oceli a musí se měnit po každém závodě. Na rozdíl od skříně převodovky, která vydrží celou sezónu. Musí být co nejtužší, protože je na ní zavěšena zadní náprava. Proto je vyrobena z titanu a karbonových vláken. Hnací hřídele jsou vyrobeny z oceli. U dílů, které nevznikají aditivní výrobou, je povolena jakákoliv slitina oceli. Méně namáhané díly převodovky jsou vyráběny z hliníku ale i z plastů.

Obrábění vysoce výkonných komponent

Díly vozu Formule 1 musí být vyrobeny přesně a bezpečně v prototypové až malosériové výrobě. Dynamický výzkum a vývoj a každoroční změny pravidel ze strany FIA představují další výzvu. Od strojů se proto vyžaduje maximální flexibilita. Běžně dostupné ale vysoce kvalitní CNC stroje jsou schopny tyto požadavky plnit. Jednoduché stroje pro velkolepé komponenty.

CNC soustruhy se používají k výrobě rotačně symetrických dílů, jako jsou písty, klikové hřídele, hřídele převodovek, hnací hřídele a náboje kol. Používání různých nástrojů umožňuje obrábět velké množství materiálů. A protože jsou stroje ze závodní stáje F1 velice kvalitní a řádně udržované a ošetřované, mohou spolehlivě pracovat po mnoho let. Když jsou nahrazeny novějším zařízením, končí na trhu s použitými stroji. Protože závodní stáj F1 funguje v tomto případě také pouze jako kovozpracující podnik.

Špičkové komponenty z běžně dostupných strojů: CNC soustruh Elite 27 MS výrobce HARDINGE je vysoce přesný obráběcí stroj pro různé materiály. Pochází ze závodní stáje F1 a do 23. 3. je k dostání v aukci (Zdroj: Surplex)

Průmyslová aukční síň Surplex nabízí aktuálně CNC soustruhy a obráběcí stroje ze závodní stáje Formule 1. Aukce trvá ještě do 23. 3. Téměř 50 položek se nachází v Redcaru a Clevelandu v hrabství North Yorkshire v Anglii. Pět vysoce kvalitních soustruhů HARDINGE je známých svou přesností a robustností. Aukční nabídku doplňuje velké množství příslušenství (upínače kleštin, vrtací hlavy, mikrosondy, upínáky, čelisťová sklíčidla a svěráky). Podniky tak mají možnost, doplnit svůj výrobní park o flexibilní výrobní stroje. Fascinující minulost strojů představuje bezplatný bonus.


Zpracováno redakcí dle podkladů Surplex.

Související články
Průmysloví roboti na cestě k elektromobilitě

Přechod na elektromobilitu je pro dodavatele pro automobilový průmysl velkou výzvou. Aktuálně jim chybí jistota ohledně investic, které ale musejí udělat. Aby se v období přechodu od konvenčního pohonu k alternativnímu udržely investice na nízké úrovni, lze automatizační systémy pořídit z druhé ruky.

Další ponorky singapurského námořnictva

Singapurský obranný sektor dokončil kontrakt na výrobu dvou ponorek nejvyšší třídy v rámci plánu udržování vysoké konkurenceschopnosti singapurského obranného průmyslu. 

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vláda schválila další kroky v realizaci Gigafactory

Vláda přijala usnesení k přípravě a výstavbě strategického podnikatelského parku Plzeň-Líně, které přispěje ke zvýšení šancí na realizaci průmyslové zóny pro umístění projektu Gigafactory pro výrobu baterií. Usnesení stanovuje nezbytné úkoly a další postup jednotlivých ministerstev pro zajištění pozemků pro realizaci samotného projektu, jakožto základní předpoklad pro další rozvoj lokality.

Výroba BMW i3 již minulostí

Elektrické BMW i3 nedostalo přímého nástupce, jelikož v elektrifikační strategii BMW není prostor pro výstřední městské miniauto. Mnichovská automobilka se loučí se svým výrazným městským elektromobilem, který odstartoval novou éru. Výroba i3 byla nákladná. Auto má karbonové konstrukční díly a máloco sdílí s ostatními modely BMW. Původně i3 byla tahák, poutač pozornosti na něco tak výjimečného, jako je elektromobil. Což již ale dnes není potřeba, protože EV se postupně stávají „běžným“ dopravním prostředkem.

Národní strategie pro inteligentní specializaci

Současná bezpečnostní a energetická situace jasně ukázala strategický význam technologií a inovací. Při řešení společenských výzev a využití technologických trendů je podpora výzkumu a inovací nezbytným krokem k udržení tempa v globální konkurenci. Pomoci by České republice mohla i národní strategie pro inteligentní specializaci, kterou schválila Evropská komise.

Hannover Messe již příští týden

Od 30. května do 2. června 2022 se na hannoverském výstavišti představí 2 500 firem z přibližně 60 zemí se svými inovacemi pro firmy a energetické systémy budoucnosti. V rámci hlavního tématu Průmyslová transformace ukáží, jak mohou síťově propojené výrobní závody pracovat efektivněji a šetřit zdroje nebo jak lze udržitelně vyrábět a přenášet energii. 

Výrobní IHS Markit PMI pro ČR: prosinec 2021

Provozní podmínky v českém zpracovatelském sektoru se v prosinci podle posledních dat PMI výrazně zlepšily. Celkový růst podpořilo silnější zvýšení výroby a nových zakázek a zároveň i mírné uvolnění tlaku v dodavatelských řetězcích, které firmám umožnilo navýšit výstup. Výkon dodavatelů byl z historického hlediska stále velmi špatný, ale v aktuálním měsíci se zhoršil nejméně od února. Následně zvolnilo také tempo inflace vstupů. Firmy přesto registrovaly prudké zvýšení objemů rozpracovanosti, protože nedostatek materiálu bránil v realizaci příchozích zakázek. Výrobci se snažili tlak na kapacity uvolnit zvýšením zaměstnanosti, které bylo nejrychlejší od října 2017.

Čeští strojaři mezi nejlepšími

Ocenění Českých 100 se vyhlašuje více než čtvrtstoletí, a přesto doposud strojaři neměli svoji kategorii. Letos tomu bylo jinak a to díky iniciativě Pavla Diviše ze společnosti TGS. Mezi laureáty se z oboru poprvé v historii zařadily společnosti Iteco, MSR Engines, Roka Industry, TOS Varnsdorf a Walmag Magnetics. Zástupci firem převzali na konci listopadu ve Španělském sále Pražského hradu ocenění. 

Výrobní IHS Markit PMI pro ČR: listopad 2021

Zdraví českého zpracovatelského sektoru se podle posledních dat PMI v listopadu zlepšilo ostřejším tempem, které nicméně bylo druhé nejpomalejší od února. Rychlejší růst pohánělo nové zvýšení objemů výroby a nových zakázek. Spolu s pevnějším zvýšením výstupu rychleji stoupla zaměstnanost, čímž povolil tlak na kapacity, a výrobci nato zaznamenali nejpomalejší růst rozpracovanosti od března. 

Výrobní IHS Markit PMI pro ČR: říjen 2021

Poslední data PMI ukázala, že zpomalení českého zpracovatelského sektoru na začátku čtvrtého čtvrtletí pokračovalo a růstu bránil nový pokles objemů výroby i nových zakázek. Hlavní brzdou výroby byly podle členů průzkumového panelu problémy na straně nabídky. Zpožděné dodávky vstupů a nedostatek zásadních materiálů u dodavatelů mařily výrobní plány i zákaznickou poptávku. V říjnu rovněž přetrvávaly inflační tlaky a ceny vstupů i výstupů vzrostly rychlejším tempem.

Výrobní IHS Markit PMI pro ČR: září 2021

Zářijová data signalizovala silné zlepšení provozních podmínek napříč českým zpracovatelským sektorem. Celkový růst podpořilo výrazné zvýšení objemů výroby i nových zakázek, ačkoli tempo jejich růstu zpomalilo. Obchodní důvěra následně klesla na minimum za deset měsíců kvůli obavám z budoucího poklesu poptávky vzhledem k materiálovým nedostatkům v dodavatelském řetězci. Setrvalý růst nových zakázek a větší požadavky výroby opět vedly k potřebě zvýšit zaměstnanost. Nábor nových do jisté míry uvolnil tlak na kapacity a rozpracovanost vzrostla nejpomalejším tempem za šest měsíců.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit