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打印）相關(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)在賽車運動中的應(yīng)用進入了一個新階段。

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。
• 先進的動力裝置：動力裝置將進行重大升級，電池功率將顯著增加——比現(xiàn)有裝置提升近300%。此外，還將實現(xiàn)內(nèi)燃機（ICE）與電力之間的均衡分配，從而進一步提高整體性能。
• 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。
• 增強超車機會：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行超車，增加比賽的觀賞性和刺激性。
• 擴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的顆粒增強鋁合金，如A20X、2024-RAM2和6061-RAM2，這些材料因其輕量化和高強度特性而備受青睞。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。
• 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，使賽車運動在追求性能與可持續(xù)性之間找到了新的平衡點。展望未來，隨著增材制造技術(shù)的不斷進步，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打印）相關(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)在賽車運動中的應(yīng)用進入了一個新階段。

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。
• 先進的動力裝置：動力裝置將進行重大升級，電池功率將顯著增加——比現(xiàn)有裝置提升近300%。此外，還將實現(xiàn)內(nèi)燃機（ICE）與電力之間的均衡分配，從而進一步提高整體性能。
• 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。
• 增強超車機會：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行超車，增加比賽的觀賞性和刺激性。
• 擴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的顆粒增強鋁合金，如A20X、2024-RAM2和6061-RAM2，這些材料因其輕量化和高強度特性而備受青睞。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。
• 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，使賽車運動在追求性能與可持續(xù)性之間找到了新的平衡點。展望未來，隨著增材制造技術(shù)的不斷進步，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，這將進一步提升比賽的激烈程度和觀賞性。