Co stanowiło trudność

Zespół PRz Racing podjął bezprecedensowe wyzwanie: w kilka miesięcy zaprojektować od podstaw swój pierwszy bolid w pełni elektryczny, model PMT-06E. Kluczowym elementem konstrukcji była prototypowa bateria wysokiego napięcia (HV), zbudowana na bazie ogniw cylindrycznych Molicell 21700.

Wymagania wobec mocowań ogniw (koszyków) były niezwykle rygorystyczne:

  • materiał musiał bezwzględnie spełniać normę niepalności UL94 V-0 (samogasnący, niepodtrzymujący płomienia),
  • struktura musiała zapewniać pełną izolację elektryczną w systemie wysokiego napięcia,
  • element musiał posiadać wysoką wytrzymałość mechaniczną, aby utrzymać ogniwa podczas drgań na torze,
  • konstrukcja wymagała redukcji masy oraz zintegrowania prowadzeń dla przewodów HV i zatrzasków w jednym detalu.

Ponieważ bateria była konstrukcją całkowicie prototypową, proces wymagał od nas, jako partnera technologicznego, ogromnej elastyczności:

. Projekt zakładał:

  • błyskawiczne wdrażanie poprawek i natychmiastowe iteracje wymiarowe dystansów,
  • optymalizację przekazanej geometrii ściśle pod wymogi technologii druku 3D (DFAM),
  • rezygnację z obróbki CNC na rzecz wydruków 3D z uwagi na szybkość produkcji i optymalizację wagi.

Co zyskał Klient

Już na wczesnym etapie projektowania pierwszego bolidu elektrycznego okazało się, że druk 3D w STRIXON (wtedy 3D-OWL) idealnie wspiera proces tworzenia kluczowych układów zasilania – szczególnie w krytycznym obszarze prototypowej baterii HV.


Oto najważniejsze korzyści, jakie zespół zyskał dzięki naszej współpracy:

Błyskawiczne iteracje i integracja funkcji

Bateria była konstrukcją całkowicie prototypową, co wymagało ciągłych, szybkich iteracji: dopasowywania dystansów, zatrzasków, prowadzeń przewodów wysokiego napięcia oraz samych elementów mocujących pod ogniwa Molicell. Druk 3D w technologii FDM umożliwił natychmiastowe wprowadzanie poprawek i integrację wielu funkcji w zaledwie jednej części. Oznaczało to mniej komponentów do złożenia i znacznie krótszy montaż całego pakietu.

Redukcja masy alternatywą dla drogiego CNC

Wykonanie tak złożonych izolatorów metodą tradycyjnego frezowania CNC z litych bloków tworzywa byłoby drogie, czasochłonne i skutkowałoby bardzo ciężkimi elementami. Druk 3D pozwolił na pełną swobodę w projektowaniu geometrii i zastosowanie ażurowego wypełnienia. W efekcie uzyskaliśmy strukturę, która bezpiecznie i sztywno trzyma 384 ogniw, a jednocześnie drastycznie redukuje masę całego akumulatora trakcyjnego.

Certyfikowany materiał trudnopalny – ABS V-0

Po optymalizacji geometrii (DFAM) i zatwierdzeniu prototypów, przystąpiliśmy do produkcji właściwej serii – łącznie 26 gotowych elementów mocujących. Zostały one wykonane ze specjalistycznego tworzywa ABS V-0.


Materiał ten gwarantuje spełnienie rygorystycznych wymogów:

  • najwyższa klasa niepalności UL94 V-0 (jest samogasnący, nie podtrzymuje płomienia),
  • pełna izolacja elektryczna, niezbędna przy systemach wysokiego napięcia,
  • odpowiednia wytrzymałość mechaniczna, chroniąca strukturę baterii podczas przeciążeń na torze.

Druk elementów z certyfikowanego, trudnopalnego materiału ABS V-0 wymaga rygorystycznej kontroli procesu, stabilnego środowiska termicznego maszyn oraz doświadczenia w projektowaniu pod produkcję addytywną (DFAM). Zespół STRIXON poradził sobie z tym wyzwaniem bezproblemowo, dostarczając całą serię 26 elementów gotowych do natychmiastowego montażu w pakiecie baterii, bez konieczności kosztownej obróbki wykończeniowej.

Jak podeszliśmy do projektu

Inżynierowie STRIXON przeprowadzili dokładną optymalizację projektu pod kątem druku addytywnego (DFAM):

  • zintegrowaliśmy w jednej części kilka funkcji: elementy mocujące pod ogniwa Molicell 21700, zatrzaski oraz prowadzenia przewodów HV,
  • dostosowaliśmy grubości ścianek izolatorów, aby zoptymalizować czas i koszty produkcji seryjnej,
  • zastosowaliśmy odpowiednią strukturę wypełnienia, która zapewniła wymaganą wytrzymałość mechaniczną przy drastycznej redukcji masy.

Bateria była projektem wysoce prototypowym i wymagała szybkich iteracji. Zanim uruchomiliśmy docelową produkcję, wykonaliśmy wydruki testowe, co pozwoliło inżynierom PRz Racing:

  • błyskawicznie zweryfikować fizyczne zmiany dystansów i spasowanie ogniw,
  • przetestować montaż i ergonomię układania przewodów wysokiego napięcia przed finalną integracją pakietu,
  • wyeliminować błędy konstrukcyjne jeszcze na wczesnym etapie, omijając gigantyczne koszty zmian narzędziowych, jakie wystąpiłyby przy obróbce CNC.

Najważniejsze rezultaty

  • powstały niezawodne i idealnie dopasowane mocowania ogniw, od razu gotowe do rygorystycznych testów i zawodów,
  • druk 3D umożliwił integrację kilku funkcji w jednej części, co oznaczało mniej pojedynczych elementów i znacznie krótszy czas montażu baterii,
  • zespół zyskał możliwość wprowadzania natychmiastowych poprawek dystansów i zatrzasków, osiągając przy tym pożądaną redukcję masy,
  • finalne detale wykonane z tworzywa ABS V-0 spełniły krytyczne normy bezpieczeństwa, w tym certyfikat niepalności (UL94 V-0) i wymogi izolacji elektrycznej,
  • właściwie zaprojektowana i wykonana bateria HV realnie przełożyła się na rewelacyjne osiągi oraz bezawaryjność całego układu napędowego na torze.

Bolid PMT-06E bez problemu zaliczył pełny sezon wyścigowy. Zespół PRz Racing, jako pierwszy polski team, wygrał konkurencję dynamiczną swoim pierwszym w historii bolidem elektrycznym. To ostatecznie potwierdziło, że zaufanie profesjonalnemu drukowi 3D od STRIXON w tak newralgicznym obszarze, jak pakiety wysokiego napięcia, gwarantuje realną przewagę technologiczną.