Longread voor lang race-weekend: Formule 1 en productietechnologie

Formule 1 en productietechnologie zijn verbonden, met als gezamenlijke levensader techniek. Verschillende fabrikanten werken dan ook nauw samen met de racestallen. Vorig jaar zou tijdens de TechniShow een aantal exposanten die koppeling tonen. Fijn voor dit weekend een longread over Formule 1 en de maakindustrie, zoals het vorig jaar op de TechniShow had geweest. Ondanks dat het artikel van vorig jaar is, geeft het toch goede technische diepgang voor de liefhebber.

Landré en Haas geven Formule 1 een prominente plaats. Haas staat bekend om hun eigen F1-team en dat is voor Landré, factory outlet voor Haas in Nederland, een uitgelezen kans om het thema te presenteren. “Sinds Haas in 2015 met een eigen Formule 1-team is begonnen, is het imago en de bekendheid van de Amerikaanse machinebouwer in Europa sterk gegroeid. Sinds vijf jaar is het aantal machineverkopen verdubbeld. Het is natuurlijk moeilijk te meten of dat direct door de F1 komt – de goede economie is ook een belangrijke factor – maar we merken wel dat onze klanten de link leggen tussen het F1-team en de machines van Haas. Waar in het verleden de Amerikaanse machinebouw geen rol speelde in Europa, is dat nu zeker veranderd”, vertelt Frank de Beijer, directeur van Landré. 

Het F1-team van Haas heeft zowel in North Carolina (VS) als in Banbury, Oxfordshire (VK) een machinefabriek. In deze machinefabrieken worden met behulp van Haas bewerkingsmachines allerlei onderdelen, behalve de motor en de versnellingsbak (deze worden ingekocht bij Ferrari) voor de race-auto geproduceerd. Onder andere de matrijzen voor composietdelen, onderdelen voor de wielophanging, de wielen en de body komen met eigen machines tot stand. Ook worden er onderdelen geproduceerd voor windtunneltests. De Beijer: “Omdat veel onderdelen van een F1-auto worden geproduceerd met draaien en (vijfassig) frezen, past het thema perfect bij de metaalbranche. Het F1-team helpt daarom niet alleen als marketingmotor voor het machinemerk Haas, maar het helpt ook om de link tussen productietechnologie en motorsport duidelijk te maken. Op die manier is het misschien mogelijk om meer jongeren geïnteresseerd te krijgen voor techniek en de metaalbewerkende sector. En dat laatste is heel erg belangrijk omdat er wereldwijd gewoon een groot tekort is aan technisch geschoold personeel.”

DMG Mori en Aston Martin Red Bull Racing

DMG Mori heeft een ‘Innovation Partnership’ met Aston Martin Red Bull Racing. (Aston Martin is nu een op zichzelf staand team dus is niet langer betrokken bij Red Bull Racing, red.) Wat verandert een Formule 1-auto in een winnende Formule 1-auto? Het antwoord is meestal ‘paardenkracht en downforce’, maar de realiteit is dat alles bijdraagt aan de overwinning. Het is een combinatie van pk’s, downforce, het chassis, de strategie, de vaardigheid van de chauffeur en natuurlijk een ultraefficiënte fabriek waar alle onderdelen worden geproduceerd en samen komen. Dat laatste wordt soms nog wel eens over het hoofd gezien – maar de soepele werking van de werkplaatsen en de productiehallen is net zo belangrijk voor succes als een recordbrekende pitstop of een agressieve inhaalbeweging. “Omdat we de rol van de productiekant willen aantonen, presenteren we dit jaar op TechniShow een aantal onderdelen en video’s die het resultaat zijn van de samenwerking tussen DMG Mori en het Aston Martin Red Bull Racing Formule 1 team”, vertelt Joost van Eijk van DMG Mori. DMG Mori voorziet de fabriek van het Formule 1-team in Milton Keynes al vanaf 2004 van CNC-bewerkingsmachines en ze zijn sinds 2012 innovatiepartner. Dat betekent dat DMG Mori niet alleen de machines levert, maar ook met de ingenieurs van het team meedenkt om processen te verbeteren. Momenteel gebruikt het Formule 1-team om en nabij de twintig bewerkingsmachines van DMG Mori, waaronder enkele vijfassige bewerkingscentra.

“Een Formule 1-auto heeft vele duizenden unieke onderdelen, waarvan het grootste deel bij het Formule 1-team in eigen huis wordt geproduceerd. Gezien het tempo van de ontwikkeling binnen de sport, worden die onderdelen voortdurend opnieuw ontworpen, opgewaardeerd en vervangen door iets dat een fractie van een procent beter is. De fabriek van het Aston Martin Red Bull Racing team is daardoor 24 uur per dag, zeven dagen per week in bedrijf. Afgezien van de FIA-verplichte twee weken durende zomerstop, is er nooit een moment waarop de bewerkingsmachines stil staan. Daarom is robuuste, betrouwbare en efficiënte apparatuur een essentieel onderdeel van een Formule 1 team”, aldus Van Eijk. Omdat een Formule 1-auto bestaat uit onderdelen van exotische materialen om ze zo licht en sterk mogelijk te maken, krijgen de bewerkingsmachines het zwaar te verduren. Zo bewerken ze koolstofcomposieten, titanium, magnesium, aluminium en staal, maar ook materialen zoals PEEK (een organische thermoplast) en Densamet (een wolfraamlegering). Daar komt de samenwerking met DMG Mori ook van pas. De machinebouwer ondersteunt met het onderhoud van de machines in de fabriek. Met behulp van een ‘masterplan’ voor onderhoud en ondersteuning kunnen ze stilstandtijd tot een minimum beperken, waardoor een hoge output kan worden verzekerd.

GF Machining Solutions en Renault F1

Mike Onida van GF Machining Solutions zegt dat in de F1 de lat steeds hoger ligt. In de fabriek in Enstone maakt het Renault F1-team (Renault F1 Team gaat sinds dit jaar door het leven als Alpine F1 Team, red.) gebruik van de EDM- en verspanende machines van GF Machining Solutions om een groot deel van de tienduizenden onderdelen voor de Formule 1 auto te produceren. Deze onderdelen bestaan uit veel verschillende materialen, zoals titanium legeringen, aluminium, staal en vezelversterkte composieten. Deze onderdelen moeten voldoen aan hoge maatnauwkeurigheden en superieure oppervlakteruwheden. GF is het langstzittend technologisch partner van Renault F1. Al sinds 1996 levert GF hoognauwkeurige EDM-machines van AgieChamilles en vijfassige bewerkingscentra van Mikron. De vijfassige bewerkingscentra zijn een belangrijk onderdeel van de productie. Zo maakt het team gebruik van de Mikron HPM 1350U. Dankzij de krachtige spillen in combinatie met de bewegingsvrijheid van simultaan vijfassig frezen, kan Renault complexe onderdelen snel en in één opspanning produceren. Producten die met de Mikron HPM 1350U worden gemaakt zijn onder andere aerodynamische componenten die moeten voldoen aan hoge oppervlaktekwaliteiten. Daarnaast maakt Renault gebruik van de Mikron Mill P 800U voor het bewerken van kritische componenten, zoals titanium onderdelen voor de versnellingsbak. “Een Formule 1-team streeft voortdurend naar verbetering. Onderdelen zijn continu onderhevig aan doorontwikkelingen om milliseconden van rondetijden af te schaven. Dat betekent dat er steeds meer gevraagd wordt van het machinepark waar de nauwkeurigheid van de machine bepaalt of nauwkeurigheids- en herhaalbaarheidseisen van ontwerpingenieurs behaald kunnen worden. Met de machines van GF Machining Solutions, die de klok rond operationeel zijn in de fabriek in Enstone, is Renault in staat om de lat steeds hoger te leggen”, aldus Onida.

Snelheid komt samen met metrologie

Hexagon Manufacturing Intelligence is innovatiepartner van het Formule 1-team van Red Bull Racing. Red Bull Racing maakt gebruik van de metrologische oplossingen van Hexagon om de auto in een optimale vorm te krijgen. Voor de Formule 1 vervult metrologie twee belangrijke functies die verder gaan dan de noodzaak om ervoor te zorgen dat alles in de auto de juiste vorm en grootte heeft om onderdelen te laten passen. Ten eerste maakt het deel uit van de regels: de afmetingen van de auto’s worden gespecificeerd door de FIA (het bestuursorgaan van de sport), en moeten vóór elke race worden vastgesteld en bevestigd. Ten tweede wordt metrologie gebruikt voor de opstelling van de auto, inclusief details zoals rijhoogte en de positie van de aerodynamische componenten van de auto. Deze worden bepaald om te passen bij zowel de individuele stijlen van de bestuurders als de eisen van elk circuit. 

Red Bull legt de dimensie van alle onderdelen die ze maken of kopen voor de auto vast. Tijdens een typisch seizoen worden meer dan 30.000 wijzigingen aangebracht in de Grand Prix-auto, waarvan de meeste betrekking hebben op het ontwerp en de fabricage van nieuwe onderdelen. Het effect van elke verandering is klein, maar in de loop van het seizoen bedraagt het cumulatieve effect enkele seconden in rondetijden. De wijzigingen die worden doorgevoerd moeten worden voltooid in de tijd tussen races. Met andere woorden: binnen veertien dagen. Het opnemen van de metrologie in deze extreem snelle ontwerp- en fabricagecyclus stimuleert de innovatie bij Hexagon omdat Red Bull voortdurend de grenzen van de mogelijkheden verlegt en nieuwe functionaliteiten eist. In de fabriek gebruikt Red Bull diverse lasertrackers van Hexagon om de dimensionale integriteit van zijn componenten te controleren. Maar ook op het circuit wordt de metrologische apparatuur gebruikt. Een draagbare AT960 Leica Absolute Tracker bijvoorbeeld, is een essentieel onderdeel van de uitrusting in de pitlane-garage waar de auto’s klaar worden gemaakt om het circuit op te gaan. Het helpt het team zowel om de dimensionale aspecten van de auto te controleren die nodig zijn voor FIA-naleving, als om de set-up van de auto te voltooien.