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
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
Technologie pro vývoj a výrobu F1

Formule 1 přitahuje svým kouzlem miliony diváků na celém světě. Ale za touto podívanou sestávající z rychlosti a preciznosti se skrývá rozsáhlý svět techniky a strategie. Věděli jste například, že jen v Red Bull Racingu, úřadujícímu mistru světa a současné vedoucí firmě v hodnocení poháru konstruktérů a jezdců, pracuje téměř 1 100 zaměstnanců a z toho 350 (!) v oddělení vývoje motorů?

Aukce použitých strojů pro výrobu přesných dílů

V aukci probíhající až do 12. 7. mají strojaři příležitost získat vysoce kvalitní použité stroje od renomovaného výrobce přesných dílů. Mezinárodní průmyslový aukční dům Surplex nabízí v aukci CNC soustruhy, horizontální pásové pily a CNC obráběcí centrum.

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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Můstek k inovacím

Jen pár kroků od stanice metra Můstek se v ulici Na Příkopě rozpíná pestrá přehlídka technologických inovací zvaná Czech Industry Photo. Ještě do 15. května 2024 se veřejnost může prostřednictvím uměleckých fotografií a doprovodných příběhů bezplatně seznámit s tím, jak magicky vypadá svět například pod mikroskopem, nebo když hraje plazma hlavní roli. Praha je v pořadí předposlední zastávkou této putovní výstavy, jejíž velkoformátové obrazy každoročně navštíví deset měst Čech a Moravy. Sedmiměsíční osvětová mise bude následně završena v Plzni.

Akcelerační zóny obnovitelných zdrojů energie

Povolení výstavby větrných farem, solárních parků včetně souvisejících akumulačních stanic bude snazší a rychlejší. Vláda na konci dubna schválila usnesení, které Ministerstvo průmyslu a obchodu předložilo spolu s Ministerstvem životního prostředí a Ministerstvem pro místní rozvoj. Umožní vznik oblastí vhodných pro jednodušší povolování výstavby obnovitelných zdrojů energie. Nyní resorty určí, které konkrétní oblasti budou pro tato opatření nejvhodnější.

Vítkovické slévárny nadále fungují

Ostravská společnost Vítkovické slévárny, která je od listopadu v insolvenčním řízení, pokračuje ve výrobě a hledá investora. To jsou hlavní předpoklady proveditelnosti připraveného reorganizačního plánu. Firmě se podařilo zatím zachovat nejen stěžejní výrobu válců a jedinečné know-how, ale také obchodní vztahy a zaměstnanost.

Dalších 17,5 miliardy korun z Národního plánu obnovy

Evropská komise vydala kladné předběžné hodnocení splnění 28 dílčích milníků a cílů. Po schválení členskými státy Evropské unie tak Česká republika obdrží dalších více než 17,5 miliardy korun ve formě grantů z celkové částky 228,4 miliardy korun z Národního plánu obnovy.

Dukovany se připravují na šedesátiletý provoz

V průběhu roku 2024 energetici postupně zvýší výkon všech čtyř výrobních bloků Jaderné elektrárny Dukovany o 2,3 %. Na konci procesu by výroba měla vzrůst o více než 300 000 MWh. Společnost ČEZ bude i letos do Dukovan masivně investovat, na další zvyšování bezpečnosti a modernizaci vynaloží cca 3,3 mld. Kč. Cílem je zajištění nejméně šedesátiletého provozu všech výrobních bloků.

Zdvojnásobení FVE v ČR

Rozvoj obnovitelných zdrojů energie v České republice výrazně zrychlil. Zatímco na začátku roku 2022 bylo v České republice do sítě zapojeno okolo 50 tisíc fotovoltaických elektráren, v polovině roku 2023 je to už přes 130 tisíc fotovoltaických elektráren. Vyplývá to z dat, které za největší distribuční společnosti ČEZ Distribuce, PREdistribuce a EG.D poskytlo MPO České sdružení regulovaných elektroenergetických společností (ČSRES).

Korea-V4 Nuclear Universities Chancellors Forum

Začátkem července uspořádala KEPCO International Nuclear Graduate School (dále KINGS) v Soulu historicky první ročník Korea-V4 Nuclear Universities Chancellors Forum. Na fórum pořádané společností KINGS byli pozváni rektoři devíti jaderných univerzit ze všech zemí Visegrádské čtyřky, kteří společně diskutovali o navázání hlubší spolupráce v oblasti dlouhodobého školení personálu jaderných elektráren a podpoře vývozu korejských jaderných technologií.

Více než každé desáté nově prodané auto v EU je na elektřinu

Podíl EV na evropském trhu se zvýšil téměř o čtvrtinu původního podílu z minulého roku. Celý evropský trh s novými auty má ovšem stále vleklé potíže, alespoň ve srovnání s předcovidovým obdobím do roku 2019. Zatímco auta na elektřinu se čím dál silněji zabydlují v evropské flotile nových vozů, podíl dieselových motorů nadále klesá a společně s auty na benzín klesl meziročně o 3 %. Tím nová auta se spalovacími motory tvoří už jen těsnou většinu - necelých 53 %. Vyplývá to z aktuálních dat Evropské asociace výrobců automobilů (ACEA).

Pro parkování a dobíjení vozů v garážích chybí legislativa

Počty elektromobilů postupně rostou, avšak veřejná dobíjecí infrastruktura zaostává, a to včetně rezidenčních i kancelářských a průmyslových budov. Rizika rychlého řešení představují zejména podzemní garáže, které je nutné projektovat od základu s ohledem na bezpečnost. Platná a na současný stav aktualizovaná legislativa ale chybí. 

Umělá inteligence mění pracovní profese

Díky umělé inteligenci se zcela proměňuje pracovní trh. Do roku 2030 klesne po některých oborech poptávka, vzniknou ale zcela nové profese. Kdo by se měl bát o místo a kdo může naopak zůstat v klidu?

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