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Xometry hilft bei der Produktion des branchenführenden Superbike-Hilfsrahmens von Warwick Moto

Die Fallstudie wurde vom Team für Presse, Partnerschaft und Sponsoring bei Warwick Moto erstellt..

Mit der zunehmenden Elektronisierung des Motorsports hat sich ein ehrgeiziges Team von engagierten Studenten der University of Warwick der Produktion eines hochinnovativen Elektro-Superbikes verschrieben.

Warwick Moto startete Mitte 2019 mit dem Ziel, in der Elektroklasse der prestigeträchtigen Isle of Man TT (IoM) und vielen anderen wettbewerbsfähigen internationalen Rennen anzutreten. Ein interdisziplinäres Team von 25 Studenten und Akademikern arbeitet an der Spitze der elektrischen Motorsport-Innovation, um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen. Obwohl der Rennsport ein primäres Ziel ist, bietet Warwick Moto auch eine Plattform, durch die junge Ingenieure ihre Füße in einer eher industriellen Umgebung finden können. Ein weiteres Ziel ist es, die Ingenieure der University of Warwick weiterzubilden und sie mit der realen Welt der Technik vertraut zu machen.

Ihr Motorrad, “Aurora”, wurde um ein Superbike-Chassis herum konstruiert, das für sein hervorragendes Handling bekannt ist. Das Team entwickelt hochmoderne elektrische Systeme, die in ihr Rennmotorrad implementiert werden sollen. Dabei kommen innovative Lösungen wie ein tauchgekühltes Batteriepaket und originelle Hilfsrahmenkonstruktionen zum Einsatz, die in diesem Artikel vorgestellt werden. Das Team hat auch einen erfahrenen Superbike-Rennfahrer, Tom Weeden, unter Vertrag genommen.

Die einzigartigen und ehrgeizigen Innovationen der Studenten, gepaart mit der Unterstützung von Sponsoren, haben es ermöglicht, das Projekt auch in den beispiellosen Zeiten der globalen Pandemie voranzutreiben. Erfahren Sie hier mehr über Aurora und dessen Fortschritte.

Teammitglieder mit ihrem Fahrer Tom Weeden (aufgenommen vor der Covid-19-Pandemie)

Der Hilfsrahmenbau

Der Prozess der Umwandlung eines traditionellen Verbrennungsmotors in ein modernes Elektrofahrzeug ist keine leichte Aufgabe und es ergaben sich mehrere technische Herausforderungen in Bezug auf die Unterbringung der Komponenten. Es wurde schnell klar, dass der ursprüngliche Hilfsrahmen des Superbikes (der Bereich, in dem sich der Fahrersitz befindet) neu konstruiert werden musste, um einen elektrischen Wechselrichter zu ermöglichen; eine Designentscheidung, die durch die Beschränkungen des Aufbaus bedingt war. Dies wurde durch die COVID-19 Beschränkungen, die den Zugang des Teams zu den technischen Einrichtungen der WMG, University of Warwick, einschränkten, noch schwieriger. Daher holte sich Warwick Moto die Unterstützung des On-Demand-Komponentenherstellers Xometry, der die Fertigungskapazitäten, das technische Fachwissen und die Materialien zur Verfügung stellte, um die komplexen Anforderungen des Hilfsrahmens zu erfüllen.               

Vom Designkonzept bis hin zur Fertigung arbeitete das Team unermüdlich an dem Hilfsrahmenprojekt. Zwei Studenten des ersten Studienjahres, Nesta Ferguson und Aneesh Jois, leiteten den Designprozess in Absprache mit dem Rest des Studententeams und den akademischen Betreuern durch die Verwendung von Microsoft Teams. Mehr als 100 Design-Iterationen wurden über einen Zeitraum von sechs Monaten entwickelt, wobei das Design in jeder Phase optimiert und gleichzeitig die CAD-Fähigkeiten des Teams verfeinert wurden. Das Ergebnis war die Entwicklung eines industrieweit ersten Hilfsrahmens aus Carbonrohren und Aluminiumknoten, der einen Wechselrichter beherbergt und gleichzeitig ein wettbewerbsfähiges Renngewicht beibehält. Das Ergebnis ist ein einzigartiger 1,3 kg schwerer Hilfsrahmen, etwa 1,5 kg leichter als ein handelsübliches Standardprodukt.

Die Designvorgaben

Konzeptskizzen der Aluminiumknoten und des kompletten Hilfsrahmens

Der Designzyklus des Hilfsrahmens umfasste in erster Linie die Konzeption von Designs, um die Einschränkungen zu erfüllen, dann die Iteration und Validierung dieser Konzepte durch Finite Element Analysis (FEA). Eine zentrale Herausforderung des Prozesses war das Verständnis der Fertigungstoleranzen, die erforderlich sind, um einen minimalen Klebespalt an den Rohr-Knoten-Schnittstellen über jede Verbindung hinweg zu erhalten. Dies war für den effektiven Zusammenbau und die strukturelle Integrität des Teils von entscheidender Bedeutung. Rockwest Composites unterstützte die Studenten während des gesamten Entwicklungsprozesses und half ihnen bei der Auswahl der Kohlefaserrohre, den Klebeanforderungen und den Materialeigenschaften. Während des gesamten Prozesses wurden umfangreiche FEA-Analysen durchgeführt, um Schwachstellen zu identifizieren, die in jeder Iteration verbessert wurden. Diese Analyse beinhaltete die Entwicklung einer Vielzahl von Belastungsfällen, um extreme Rennbedingungen zu simulieren und gleichzeitig die Struktur des Hilfsrahmens zu optimieren, wobei das Team generative Designmethoden einsetzte, um die Gesamtmasse zu minimieren.

Render des neuen Hilfsrahmens und der Wechselrichterbaugruppe

Da sich nun alle Teile in der Werkstatt von Warwick Moto befinden, soll der physische Hilfsrahmen in naher Zukunft zusammengebaut und fertiggestellt werden. Die Entwicklung des endgültigen Designs selbst wäre ohne den technischen Beitrag von Xometry zur Herstellbarkeit der Knotenpunkte und das Wissen von Rockwest Composites über die Entwicklung und Montage von Carbon nicht möglich gewesen. Die führenden Fertigungskapazitäten von Xometry, einschließlich der präzisen 5-Achsen-Bearbeitung, sorgten dafür, dass diese bedeutende Innovation im Hilfsrahmendesign in vollem Umfang realisiert werden konnte. Darüber hinaus bot diese einmalige Gelegenheit den Studenten unschätzbare Erfahrungen, die ihr Verständnis für Fertigungseinschränkungen, die Optimierung des Konstruktionszyklus und die Fehleranalyse erweiterten.

5-Achsen-CNC-gefräste Teile, hergestellt über Xometry

Logistische und Technische Herausforderungen

Während des gesamten Projekts sah sich das Warwick Moto-Team aufgrund der beispiellosen Umstände der Coronavirus-Pandemie mit vielen logistischen und technischen Herausforderungen konfrontiert. Obwohl das Coronavirus viele Pläne auf Eis gelegt hat, macht das Team erfolgreich mit der Entwicklung und Herstellung des elektrischen Superbikes von zu Hause aus weiter, wobei die gesamte Kommunikation virtuell erfolgt. In zahllosen Stunden von Microsoft Teams-Gesprächen entwarf das Team diese wichtige Strukturkomponente neu. Der technische Support vor Ort wurde virtuell von Xometry geleistet und war der Schlüssel zum Erfolg dieses Produkts. Mit den ausgedehnten Arbeitszeiten von zu Hause aus hat Warwick Moto als Organisation den virtuellen Arbeitsablauf angenommen und führt nicht nur Meetings durch, sondern nutzt die Plattform auch, um miteinander zu interagieren und Kontakte zu knüpfen. Das Ziel war es, die Gesundheit und Moral aller durch die schwierigen Zeiten zu erhalten.

Einige Mitglieder des Warwick Moto-Teams in einem virtuellen Meeting auf Microsoft Teams während des Lockdowns in Großbritannien

Was kommt als Nächstes?

Das Team beendete das Jahr 2020, indem es den größten Teil der Konstruktionsarbeit für das Motorrad erfolgreich abschloss und nur noch kleinere Teile übrig hatte. Ihr Ziel für 2021 ist es, mit der Fertigung und Montage aller Komponenten zu beginnen, um das Motorrad in den kommenden Monaten auf die Strecke zu bringen (in Übereinstimmung mit den Covid-19-Richtlinien). Mit den Erkenntnissen, die aus Erfahrungen wie dem Hilfsrahmen-Projekt gewonnen wurden, werden in diesem Moment weitere Komponenten entworfen und simuliert. Xometry unterstützt das Team weiterhin in Bezug auf ihre tauchgekühlten Batteriepacks und es wird kontinuierlich mit anderen Industriepartnern zusammengearbeitet, um den Erfolg von Warwick Moto’s Superbike der ersten Generation sicherzustellen.

Wenn Sie daran interessiert sind, mehr über die Fortschritte des Warwick Moto Teams zu erfahren, finden Sie diese unter:

Das Team ist außerdem dankbar für die Unterstützung durch WMG, Catapult High Value Manufacturing, Michelin, MIVOLT, Xometry, Dymag, Rock West Composites, Pro-Bolt, RS Components, embed und Renthal.

Veröffentlicht in Kunden-Stories