Form 4L 和高溫樹脂如何幫助 Race Up Team Padova 列印冷卻系統並最終完賽

當帕多瓦賽車隊（Race Up Team Padova）著手從零開始打造一款電動賽車散熱器時，他們很快意識到，需要製造能夠承受賽車高溫、符合安全標準，且能在學生版 F1 賽事中發揮出色的客製化零件。借助 Formlabs Form 4L 3D 列印機與工程樹脂，這群大學生打造出一款比前一代輕 67% 的客製化散熱器，並最終登上了領獎台。

在 2024 賽季之前，帕多瓦大學車隊（Team Padova）一直使用一家專為學生方程式賽車生產散熱器的廠商所提供的現成散熱器。雖然這些散熱器即插即用、易於整合，但仍有改進空間，例如在維持賽車所需散熱能力的前提下，進一步減輕重量。

帕多瓦車隊採用 Form 4L 3D 列印機、Form Wash、Form Cure 及工程樹脂，為其電動賽車製造了更輕的散熱器。該賽車在瓦拉諾·德·梅萊加里賽道舉行的義大利 FS ATA 賽事中，以總成績第三名完賽。

使用 Form 4L 建立散熱器

由於市售散熱器均無法滿足團隊需求，他們深入研究，最終選定橢圓管翅式散熱器設計。然而，他們收到的散熱器本體並未配備進出水歧管。為了完全客製化符合其應用需求與限制條件的設計，團隊轉而採用 3D 列印技術。

採用熔融沉積成型（FDM）技術列印的 3D 零件立即失效，無法承受所需的溫度。隨後，團隊改採立體光刻（SLA）3D 列印技術，並選擇了高溫樹脂與 Form 4L 印表機。

使用高溫樹脂進行冷卻系統的 3D 列印

冷卻系統分為兩個獨立部分：水冷迴路與空氣迴路。水冷迴路中的零件必須承受接近 80°C 的工作溫度。因此，團隊選用了 Formlabs 高溫樹脂，其熱變形溫度（HDT）為 238°C @ 0.45 MPa，是 Formlabs 樹脂系列中最高的。

高溫樹脂用於 3D 列印以下零件：

• 客製化進水口：將離心泵連接至管路，且不會引入額外壓降。
• 全客製化散熱器的專用零件與風扇。
• 渦流罐：一個完全客製化設計的抽氣系統，透過產生渦流將氣泡從流體中分離去除，確保迴路正常運作。

1. 3D 列印客製化進氣口　2. 馬達冷卻套　3. 客製化零件與風扇　4. 渦流罐　5. 逆變器冷板

Form 4L 的大列印體積使團隊得以在單次列印中同時完成兩塊板與兩個歧管，有效以一次列印產出完整散熱器。在使用 Form Wash 與 Form Cure 進行後處理並打磨連接點後，團隊以 Loctite EA 9497 黏著劑完成組裝。

與前一年的散熱器相比，每個散熱器成功減重約 1,200 g，減輕幅度達 67%。考量整個冷卻系統由兩個散熱器組成，共計節省了 2.4 kg。

使用阻燃樹脂進行空氣冷卻迴路的 3D 列印

空氣冷卻迴路是一個開放式迴路，從車輛中央區域吸入空氣冷卻電池，再從車尾排出。空氣透過小型散熱片冷卻電池的每個單體，這些散熱片將電池的熱量傳遞給氣流。依據 Formula SAE 規定，與電池組接觸的元件必須使用符合 UL-94 V-0 標準的阻燃材料。為滿足此要求，帕多瓦賽車隊選用了阻燃樹脂來製造相關零件。

由於與電池接觸，空氣冷卻迴路必須採用 UL-94 V-0 阻燃材料製造。

阻燃樹脂是一款通過 UL 94 藍卡認證的特殊材料，用於製造具有優異阻燃、低煙、低毒性（FST）性能的自熄滅、無鹵素零件。這些特性使 3D 列印零件能夠在高溫或靠近點火源的環境中（例如電池系統附近）正常運作。

教育領域的創新與迭代

除高溫樹脂與阻燃樹脂外，帕多瓦團隊還使用 Rigid 10K 樹脂製作碳纖維積層壓模具，並以 Clear 透明樹脂進行流體行為的測試與驗證。Form 4L 操作靈活，材料更換快速便捷，使團隊得以使用 Formlabs 完整的樹脂系列，為每種應用選擇最佳材料。

雖然帕多瓦車隊的賽車在 FS ATA 賽事中獲得第三名，他們已開始規劃下一代賽車的改進方向，包括在零件上增加加強肋以提升強度、進行流體動力學優化，以及降低空氣阻力。他們迭代改進時的主要工具之一是什麼？正是 Form 4L 與 Formlabs 樹脂。

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