Materialen som ger framgångar

Lätta material är en avgörande faktor för ebm-papst och Mercedes-AMG Petronas Motorsports framgångar. De gör både Formel 1-bilarna och fläktar ekonomiska och robusta, och de möjliggör innovativa former.

Vikt har alltid spelat en viktig roll inom racing, vilket illustreras av den ursprungliga historien om bilen Silver Arrows. Allt började år 1934 på kvällen före tävlingen Eifel-loppet på Nürburgring i samband med kontrollen av bilarnas vikt. Reglerna tillät inget fordon att väga mer än 750 kg. Den helt nya bilen W 25 vägde dock ett kilo för mycket. Alfred Neubauer, chef för Mercedes-Benz racingteam, hade sett till att den vita färgen slipats av bilen vars rena aluminiumschassi glänste i silver – bilen Silver Arrow var därmed född.

Idag har lättviktsdesign och rätt materialval blivit en vetenskap i sig själv. Innovativa materialblandningar, speciellt kolfiberkompositer, gör att dagens Formel 1-bilar inte bara är väldigt lätta utan också mycket robusta. Mer än 85 procent av en racingbils chassi är tillverkad av kolfiberkompositer. "De komplexa formerna du ser på en modern F1-bil är delvis möjliga endast på grund av den senaste utvecklingen inom material- och tillverkningsprocesser. Tillgången till datorstyrda maskiner och snabb prototypteknik har gjort det möjligt för specialister inom aerodynamik att testa mycket mer avancerade former i vindtunneln ", förklarar Geoff Willis, Teknisk Direktör hos Mercedes-AMG Petronas Motorsport.

Hälften av vad en vanlig personbil väger
För att bestämma vilken typ av material som ska användas, och hur tjockt materialet behöver vara, utför ingenjörerna många så kallade elementsimuleringar för att analysera de krafter enskilda delar av en bil utsätts för. Simuleringarna avgör också vad som är de ideala formerna och tjockleken på komponenterna. "Våra experter tittar ständigt på nya material och metoder och vi är alltid tidiga med att ta till oss ny teknik. Detta är möjligt genom konstant testning av en rad nya material och former. Sådan testning och analys har gjort det möjligt för oss att avsevärt minska bilarnas vikt ända sedan den första tävlingen", säger Geoff Willis. Tack vare förfiningar i kolfiberkompositer och användningen av andra lättviktskomponenter väger dagens Formel 1-bilar cirka 722 kilo, det är ungefär hälften av vikten hos en vanlig personbil. Gränsen för hur låg vikten kan bli är dock inte teknisk; det är istället FIA:s regler (FIA, Fédération Internationale de l'Automobile) som är avgörande.

Forskning på moderna material är också oerhört viktigt för den kontinuerliga vidareutvecklingen av produkter hos ebm-papst. Även här är ett viktigt syfte att minska vikten samtidigt som funktionaliteten förbättras. Den senaste versionen av centrifugalfläkten RadiPac är ett exempel på detta. Fläktbladen, AirFoil, är ihåliga och gjorda av aluminium vilket reducerar vikten samtidigt som stabiliteten ökar. I kombination med andra aerodynamiska förbättringar i alla RadiPac-modeller har detta ökat effektiviteten med mer än 13 procent jämfört med tidigare modeller.

Aluminium + plast = ökad flexibilitet
Ett annat exempel på innovativ användning av material är axialfläkten HyBlade® till vilken ett unikt kompositmaterial används och som är speciellt utvecklat för stora axialfläktar. Konstruktionen i aluminium ger den erforderliga styvheten och kombinationen med glasfiberförstärkt plast har gett fullständig frihet när det gäller designen av fläktbladen. Fläktbladen kan förfinas ner i minsta detalj till exempel genom winglets längst ut på fläktbladen. Denna konstruktion kan jämföras med framvingarna hos Mercedes-AMG Petronas Motorsports Formel 1-bilar. Resultatet: ökad aerodynamisk effektivitet, lägre vikt och ljudreducering som i flera avseenden är revolutionära tekniska framsteg.

Hållbarhet spelar också en viktig roll i utvecklingen av nya material vid ebm-papst vilket illustreras av företagets energieffektiva fläktar tillverkade i epylen®, en träplastkomposit med egenskaper som uppfyller en lång kravlista. Råvarorna som används är både förnyelsebara och miljövänliga i produktionsprocessen. De utmärks också av ett antal viktiga egenskaper som hög värmebeständighet samt minimal krympning och vridning vilket gör dem lämpliga för bearbetning och för användning i slutprodukten.

Dessa exempel från Mercedes-AMG Petronas Motorsports och ebm-papst världar visar att forskning och utveckling av nya material kan leda till avgörande fördelar gentemot konkurrenter om och om igen. Därför kommer dessa två partners att fortsätta ompröva och förnya material i framtiden - och komponenternas färger kommer att vara bland deras minsta bekymmer.