導(dǎo)讀：隨著2026年一級方程式（F1）賽車賽季的臨近，國際汽聯(lián)（FIA）公布了最新的技術(shù)規(guī)則，其中引入了多項與增材制造（即3D打?。┫嚓P(guān)的新規(guī)范。這些規(guī)定將對賽車設(shè)計和制造產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，標(biāo)志著增材制造技術(shù)在賽車運(yùn)動中的應(yīng)用進(jìn)入了一個新階段。

2024年8月20日，據(jù)資源庫了解，國際汽聯(lián)宣布將從2026年起實(shí)施一套全新的一級方程式賽車技術(shù)規(guī)則，意味著這項運(yùn)動在技術(shù)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)生了重大變化。新法規(guī)的主要內(nèi)容包括：

• “敏捷汽車”概念：2026年規(guī)則的核心是“敏捷汽車”概念，旨在提升賽車性能并確保比賽更加激烈。新設(shè)計將重點(diǎn)提升操控性和效率，目標(biāo)是在當(dāng)前一代賽車的基礎(chǔ)上減輕30公斤的重量。
• 先進(jìn)的動力裝置：動力裝置將進(jìn)行重大升級，電池功率將顯著增加——比現(xiàn)有裝置提升近300%。此外，還將實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)（ICE）與電力之間的均衡分配，從而進(jìn)一步提高整體性能。
• 主動空氣動力學(xué)：2026年的賽車將配備主動空氣動力學(xué)系統(tǒng)，能夠根據(jù)動力需求動態(tài)調(diào)整，以滿足新的能源管理法規(guī)要求。
• 增強(qiáng)超車機(jī)會：新的手動超車模式將允許駕駛員通過部署更多電力來更方便地進(jìn)行超車，增加比賽的觀賞性和刺激性。
• 擴(kuò)大動力裝置制造商隊伍：2026賽季將迎來創(chuàng)紀(jì)錄的六家動力裝置制造商，包括法拉利、梅賽德斯、阿爾派、本田、奧迪和紅牛福特動力總成，他們都致力于適應(yīng)F1不斷演進(jìn)的技術(shù)格局。
• 可持續(xù)燃料：所有賽車將使用100%可持續(xù)燃料，體現(xiàn)了這項運(yùn)動對環(huán)境責(zé)任的承諾。
• 提高安全性：新法規(guī)將引入更堅固的賽車結(jié)構(gòu)和更嚴(yán)格的安全測試，進(jìn)一步保障駕駛員的安全。
  

值得注意的是，根據(jù)新規(guī)定，增材制造將在未來發(fā)揮關(guān)鍵作用。歷史上，F(xiàn)1中對AM的使用受到材料限制。然而，2026年的規(guī)定為這一領(lǐng)域開辟了新的可能性。

批準(zhǔn)用于3D打印的材料

在鋁合金類材料中，法規(guī)允許使用的材料包括AlSi10Mg、AlSi7MG、Al Cl?30AL、P339 AM、EOS Aluminium 2139 AM和Aheadd CP1，以及Elementum3D的顆粒增強(qiáng)鋁合金，如A20X、2024-RAM2和6061-RAM2，這些材料因其輕量化和高強(qiáng)度特性而備受青睞。同時，鋁鎂合金如Scalmalloy和HRL 7A77因其卓越的強(qiáng)度重量比在賽車中尤為重要。

EOS鋁Al2139粉末的SEM顯微照片，圖片來自：EOS

在鈦合金方面，增材制造允許使用Ti6Al4V、Ti6AL4V ELI、Ti 5553和Ti 6242等材料，這些合金因其出色的耐腐蝕性和強(qiáng)度而廣泛用于高應(yīng)力部件。鋼合金包括不銹鋼316和304以及其他高強(qiáng)度鋼種，這些材料在極端條件下仍能保持良好的耐用性。

對于超級合金，Inconel 625和718以及鈷鉻合金因其卓越的耐高溫能力，適用于暴露在極熱環(huán)境中的關(guān)鍵部件。為了確保部件的結(jié)構(gòu)完整性和性能，法規(guī)還要求通過增材制造生產(chǎn)的部件最終質(zhì)量必須至少達(dá)到打印部件質(zhì)量的60%，并明確禁止使用含鈹?shù)牟牧?/strong>，以保障健康和安全。

3D打印在特定部件中的應(yīng)用

FIA對哪些部件可以通過增材制造生產(chǎn)做出了明確規(guī)定，以確保公平競爭。根據(jù)2026年法規(guī)，增材制造被允許用于特定的賽車部件，重點(diǎn)是保持創(chuàng)新與安全之間的平衡。

首先，懸架立柱現(xiàn)在可以使用鈦合金或鋁合金通過增材制造技術(shù)生產(chǎn)。這一靈活性使車隊能夠優(yōu)化懸架部件的設(shè)計和性能，對于車輛的操控性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

一級方程式賽車的懸架立柱，圖片來自：梅賽德斯AMG車隊

除了懸架立柱外，增材制造還被允許用于排氣系統(tǒng)的特定區(qū)域。例如，氣缸蓋連接處的短管/法蘭元件、連接主渦輪和副渦輪的3合1元件以及副渦輪與渦輪增壓器（TC）之間的連接部件，都是可以應(yīng)用增材制造的指定區(qū)域。不過，這些元件受到嚴(yán)格的尺寸限制，以確保所有車隊在性能和一致性方面的公平競爭。

盡管增材制造在F1賽車中被廣泛應(yīng)用，但法規(guī)對其使用仍然施加了一些限制，以維持公平性和性能標(biāo)準(zhǔn)。特別是對于主熱交換器，法規(guī)明確規(guī)定其核心和集管箱必須由鋁合金制成，且核心本身不能通過增材制造生產(chǎn)。這一限制可能是為了確保熱交換器的可靠性，防止開發(fā)出過于輕量化、可能不夠耐用且可能危及安全的熱交換器。

此外，熱交換器內(nèi)的管道和翅片的尺寸也受到嚴(yán)格控制，必須達(dá)到特定的最小厚度。這些措施確保了即使使用增材制造來提高性能，也不會因材料厚度的不安全減少而損害關(guān)鍵冷卻系統(tǒng)的完整性。

雷諾車隊采用F1賽車制作3D打印賽車零件

事實(shí)上，一級方程式車隊在使用3D打印部件方面已有悠久的歷史，無論是用于測試、原型制作還是實(shí)際車輛的生產(chǎn)。3D打印公司與多個一級方程式車隊建立了長期的合作關(guān)系，致力于開發(fā)解決方案、降低成本、縮短交貨時間，并實(shí)現(xiàn)其他關(guān)鍵目標(biāo)。

以下是一些重要的合作案例：

• 2018年，索伯車隊與3D Systems合作，在其瑞士工程工廠引入了ProX SLA 3D打印機(jī)。
• 2019年，捷普與雷諾F1車隊簽署協(xié)議，加速3D打印賽車零件的開發(fā)和交付。
• 2019，一級方程式賽車和國際汽聯(lián)利用增材制造技術(shù)建造了50%比例的模型，以測試2021年汽車規(guī)則。
• 2021年，威廉姆斯車隊與Nexa3D合作，3D打印功能性風(fēng)洞組件。
• 2022年，索伯與3D打印巨頭EOS達(dá)成另一項為期三年的合作，重點(diǎn)是持續(xù)優(yōu)化和生產(chǎn)空氣動力學(xué)擾流板設(shè)計、賽車最終用途零件和生產(chǎn)輔助設(shè)備。
• 2024年，RB一級方程式車隊與Roboze合作，為其單座賽車生產(chǎn)最終用途零件，目標(biāo)是減輕重量并制造出使用其他技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜幾何形狀的零件。
  

最后，隨著這些新的增材制造規(guī)范的推出，不僅為車隊提供了更大的設(shè)計自由度，還推動了技術(shù)創(chuàng)新，使賽車運(yùn)動在追求性能與可持續(xù)性之間找到了新的平衡點(diǎn)。展望未來，隨著增材制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們可以期待在賽道上看到更加輕量化、性能更卓越的賽車，這將進(jìn)一步提升比賽的激烈程度和觀賞性。

導(dǎo)讀：隨著2026年一級方程式（F1）賽車賽季的臨近，國際汽聯(lián)（FIA）公布了最新的技術(shù)規(guī)則，其中引入了多項與增材制造（即3D打?。┫嚓P(guān)的新規(guī)范。這些規(guī)定將對賽車設(shè)計和制造產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，標(biāo)志著增材制造技術(shù)在賽車運(yùn)動中的應(yīng)用進(jìn)入了一個新階段。

2024年8月20日，據(jù)資源庫了解，國際汽聯(lián)宣布將從2026年起實(shí)施一套全新的一級方程式賽車技術(shù)規(guī)則，意味著這項運(yùn)動在技術(shù)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)生了重大變化。新法規(guī)的主要內(nèi)容包括：

• “敏捷汽車”概念：2026年規(guī)則的核心是“敏捷汽車”概念，旨在提升賽車性能并確保比賽更加激烈。新設(shè)計將重點(diǎn)提升操控性和效率，目標(biāo)是在當(dāng)前一代賽車的基礎(chǔ)上減輕30公斤的重量。
• 先進(jìn)的動力裝置：動力裝置將進(jìn)行重大升級，電池功率將顯著增加——比現(xiàn)有裝置提升近300%。此外，還將實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)（ICE）與電力之間的均衡分配，從而進(jìn)一步提高整體性能。
• 主動空氣動力學(xué)：2026年的賽車將配備主動空氣動力學(xué)系統(tǒng)，能夠根據(jù)動力需求動態(tài)調(diào)整，以滿足新的能源管理法規(guī)要求。
• 增強(qiáng)超車機(jī)會：新的手動超車模式將允許駕駛員通過部署更多電力來更方便地進(jìn)行超車，增加比賽的觀賞性和刺激性。
• 擴(kuò)大動力裝置制造商隊伍：2026賽季將迎來創(chuàng)紀(jì)錄的六家動力裝置制造商，包括法拉利、梅賽德斯、阿爾派、本田、奧迪和紅牛福特動力總成，他們都致力于適應(yīng)F1不斷演進(jìn)的技術(shù)格局。
• 可持續(xù)燃料：所有賽車將使用100%可持續(xù)燃料，體現(xiàn)了這項運(yùn)動對環(huán)境責(zé)任的承諾。
• 提高安全性：新法規(guī)將引入更堅固的賽車結(jié)構(gòu)和更嚴(yán)格的安全測試，進(jìn)一步保障駕駛員的安全。
  

值得注意的是，根據(jù)新規(guī)定，增材制造將在未來發(fā)揮關(guān)鍵作用。歷史上，F(xiàn)1中對AM的使用受到材料限制。然而，2026年的規(guī)定為這一領(lǐng)域開辟了新的可能性。

批準(zhǔn)用于3D打印的材料

在鋁合金類材料中，法規(guī)允許使用的材料包括AlSi10Mg、AlSi7MG、Al Cl?30AL、P339 AM、EOS Aluminium 2139 AM和Aheadd CP1，以及Elementum3D的顆粒增強(qiáng)鋁合金，如A20X、2024-RAM2和6061-RAM2，這些材料因其輕量化和高強(qiáng)度特性而備受青睞。同時，鋁鎂合金如Scalmalloy和HRL 7A77因其卓越的強(qiáng)度重量比在賽車中尤為重要。

EOS鋁Al2139粉末的SEM顯微照片，圖片來自：EOS

在鈦合金方面，增材制造允許使用Ti6Al4V、Ti6AL4V ELI、Ti 5553和Ti 6242等材料，這些合金因其出色的耐腐蝕性和強(qiáng)度而廣泛用于高應(yīng)力部件。鋼合金包括不銹鋼316和304以及其他高強(qiáng)度鋼種，這些材料在極端條件下仍能保持良好的耐用性。

對于超級合金，Inconel 625和718以及鈷鉻合金因其卓越的耐高溫能力，適用于暴露在極熱環(huán)境中的關(guān)鍵部件。為了確保部件的結(jié)構(gòu)完整性和性能，法規(guī)還要求通過增材制造生產(chǎn)的部件最終質(zhì)量必須至少達(dá)到打印部件質(zhì)量的60%，并明確禁止使用含鈹?shù)牟牧?/strong>，以保障健康和安全。

3D打印在特定部件中的應(yīng)用

FIA對哪些部件可以通過增材制造生產(chǎn)做出了明確規(guī)定，以確保公平競爭。根據(jù)2026年法規(guī)，增材制造被允許用于特定的賽車部件，重點(diǎn)是保持創(chuàng)新與安全之間的平衡。

首先，懸架立柱現(xiàn)在可以使用鈦合金或鋁合金通過增材制造技術(shù)生產(chǎn)。這一靈活性使車隊能夠優(yōu)化懸架部件的設(shè)計和性能，對于車輛的操控性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

一級方程式賽車的懸架立柱，圖片來自：梅賽德斯AMG車隊

除了懸架立柱外，增材制造還被允許用于排氣系統(tǒng)的特定區(qū)域。例如，氣缸蓋連接處的短管/法蘭元件、連接主渦輪和副渦輪的3合1元件以及副渦輪與渦輪增壓器（TC）之間的連接部件，都是可以應(yīng)用增材制造的指定區(qū)域。不過，這些元件受到嚴(yán)格的尺寸限制，以確保所有車隊在性能和一致性方面的公平競爭。

盡管增材制造在F1賽車中被廣泛應(yīng)用，但法規(guī)對其使用仍然施加了一些限制，以維持公平性和性能標(biāo)準(zhǔn)。特別是對于主熱交換器，法規(guī)明確規(guī)定其核心和集管箱必須由鋁合金制成，且核心本身不能通過增材制造生產(chǎn)。這一限制可能是為了確保熱交換器的可靠性，防止開發(fā)出過于輕量化、可能不夠耐用且可能危及安全的熱交換器。

此外，熱交換器內(nèi)的管道和翅片的尺寸也受到嚴(yán)格控制，必須達(dá)到特定的最小厚度。這些措施確保了即使使用增材制造來提高性能，也不會因材料厚度的不安全減少而損害關(guān)鍵冷卻系統(tǒng)的完整性。

雷諾車隊采用F1賽車制作3D打印賽車零件

事實(shí)上，一級方程式車隊在使用3D打印部件方面已有悠久的歷史，無論是用于測試、原型制作還是實(shí)際車輛的生產(chǎn)。3D打印公司與多個一級方程式車隊建立了長期的合作關(guān)系，致力于開發(fā)解決方案、降低成本、縮短交貨時間，并實(shí)現(xiàn)其他關(guān)鍵目標(biāo)。

以下是一些重要的合作案例：

• 2018年，索伯車隊與3D Systems合作，在其瑞士工程工廠引入了ProX SLA 3D打印機(jī)。
• 2019年，捷普與雷諾F1車隊簽署協(xié)議，加速3D打印賽車零件的開發(fā)和交付。
• 2019，一級方程式賽車和國際汽聯(lián)利用增材制造技術(shù)建造了50%比例的模型，以測試2021年汽車規(guī)則。
• 2021年，威廉姆斯車隊與Nexa3D合作，3D打印功能性風(fēng)洞組件。
• 2022年，索伯與3D打印巨頭EOS達(dá)成另一項為期三年的合作，重點(diǎn)是持續(xù)優(yōu)化和生產(chǎn)空氣動力學(xué)擾流板設(shè)計、賽車最終用途零件和生產(chǎn)輔助設(shè)備。
• 2024年，RB一級方程式車隊與Roboze合作，為其單座賽車生產(chǎn)最終用途零件，目標(biāo)是減輕重量并制造出使用其他技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜幾何形狀的零件。
  

最后，隨著這些新的增材制造規(guī)范的推出，不僅為車隊提供了更大的設(shè)計自由度，還推動了技術(shù)創(chuàng)新，使賽車運(yùn)動在追求性能與可持續(xù)性之間找到了新的平衡點(diǎn)。展望未來，隨著增材制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們可以期待在賽道上看到更加輕量化、性能更卓越的賽車，這將進(jìn)一步提升比賽的激烈程度和觀賞性。