Spolupráci MCAE Systems a CTU CarTech odstartovala originální myšlenka na provedení uhlíkových disků, která se zrodila na půdě pražského ČVUT. Znamenala ojedinělé a nekonvenční řešení, k jehož realizaci mohlo dojít jen za pomoci skutečně profesionálního partnera v oblasti 3D technologií, takže volba padla na MCAE Systems. V podstatě lze říci, že členové CTU CarTech využili v plné šíři dostupné 3D technologie i služby, které společnost MCAE Systems nabízí. Unikátní myšlenka použít místo konvenčního, na výrobu náročného obráběného pěnového jádra jednodílné, na 3D tiskárně vytištěné jádro s voštinovou strukturou vznikla ve společnosti MCAE Systems. Postupem času, jak se členové CTU CarTech seznamovali s možnostmi technologie rapid prototypingu, vznikaly nové díly nejen pro usnadnění výrobních postupů, ale také pro přímou aplikaci na voze. Práci při vývoji vozu nejednou usnadnila i technologie 3D skenování. A byly to uhlíkové disky, díky kterým si členové CarTechu poprvé vyzkoušeli optické měření deformací. Tisk díl ů technologií FDM Na voze FS.06 bylo použito několik FDM výtisků. Tato technologie totiž umožnila snadnou a přesnou výrobu tvarově velmi složitých dílů, které by v případě použití jiné technologie, v daném případě laminace z uhlíku, musely být kvůli samotné realizovatelnosti tvarově zjednodušeny, čímž by došlo k omezení funkčnosti dílů či nárůstu jejich hmotnosti. Díky širokému výběru materiálů a možnosti využití skořepinové konstrukce se tak podařilo nahrazením uhlíkových dílů plastovými snížit hmotnost těchto dílů celkem o 0,7 kg při zachování či zlepšení funkčnosti. Formy V případě dílů, na které jsou kladeny vyšší nároky z hlediska pevnosti či tuhosti, se FDM výtisky uplatnily jako modely pro zaformování odlitků či přímo jako forem pro oblaminování. Díky mechanickým vlastnostem tištěných plastů bylo možné k výrobě použít místo kontaktní laminace předsycenou uhlíkovou tkaninu, tzv. prepreg. Díky tomu bylo dosaženo kvalitnějšího povrchu, rovnoměrného prosycení a vyšší pevnosti. ABS forma s vnitřní strukturou je totiž dostatečně tuhá a pevná, aby bez problémů vydržela vakuování na 0,2 baru při zhruba 60 °C, nutných pro vytvrzení nízkoteplotního prepregu. Polykarbonát pak snadno zvládne tentýž proces pro klasický prepreg, tj. vytvrzení při 140 °C. Skenov ání Přenést reálné, složitě tvarované díly do prostředí CAD není snadné. Nabízí se varianta ručního měření, která je však vedle velké časové náročnosti zatížena hlavně značnou nepřesností, někdy i nemožností některou geometrii změřit. Řešením těchto problémů se ukázal být systém ATOS. Tento systém byl vyzkoušen při skenování obtisku jezdce do pěnové sedačky, což výrazně pomohlo při modelování sedačky ergonomicky kompatibilní s jezdci, protože místo ručního měření mnoha řezů pěnového obtisku byl za 10 minut získán STL soubor ze scanu, jejž není těžké zpracovat v CADu. Dalším dílem byl blok motoru Yamaha YZF R6, u kterého jsou navíc kladeny vysoké požadavky na přesnost, a to v řádu až 10–2 mm. Systém ATOS si s motorem velmi dobře poradil a získáním velmi přesného modelu celého motoru bylo možné provést efektivnější zástavbu do vozu a snadnější zakomponování vlastních systémů do stávajícího bloku bez rizika kolizí. Projekt uhlíkov ých disk ů Jedním z největších projektů týmu byl vývoj vlastních disků. Na vůz FS.06 byly místo 13″ nasazeny 10″ pneumatiky. Důvodem byl významný přínos pro dynamiku vozu, protože se podařilo snížit hmotnost o 2,8 kg na každé kolové skupině, tj. v té nejkritičtější oblasti – u rotační neodpružené hmoty. Celková úspora tak byla zhruba 5 % celkové hmotnosti a snížení momentů setrvačnosti vozu jak v klopení, tak v klonění i stáčení o desítky procent. Největší pýchou konstruktérů je jádro disku, které bylo oproti původní variantě vytištěno jako jeden díl. Ve středu, kde dochází k přenosu zatížení z disku na náboj, má jádro plnou strukturu, zatímco ve zbylé části je struktura voštinová s tenkým vnějším potahem. Toto jádro z ULTEMu je v požadovaných místech tak pevné, že poskytuje dostatečnou oporu při laminování, vydrží proces vytvrzování při 140 °C, přenáší smyková napětí mezi vrstvami uhlíku a přitom je ještě lehčí než původní varianta. Výsledkem je disk s uhlíkovými potahy a plastovým jádrem o hmotnosti 1320 g. FS.06 se tak stala jednoznačně nejrychlejším vozem týmu CTU CarTech, se kterým také dosáhl prozatím nejprestižnějšího výsledku – umístění v TOP 5 na největším závodě Formula Student Germany na německém Hockenheimringu. Výsledná výkonnost vozu však byla vyšší, než tým dokázal predikovat, a na předposledním závodě v maďarském Győru dosáhl vůz FS.06 o 20 % vyššího zatížení, než se kterým se počítalo, což mělo za následek destrukci disku. Destrukční zkouška Padlo proto rozhodnutí podrobit dva z přeživších disků destrukční zkoušce. S pomocí systému ARAMIS se měřila deformace disku od 50 % návrhového zatížení až po jeho destrukci. S těmito měřeními pak bylo možné kalibrovat MKP výpočet. MCAE totiž umí porovnat výstupy jak z MKP analýzy systému ABAQUS, tak z fyzického měření. Po těchto měřeních a kalibraci MKP modelu se ukázalo, že chyba nastala při výrobě, protože po odpovídajících cyklech dochází k destrukci až při zatížení o 70 % vyšším. Tento dílčí nezdar vnímá konstruktérský tým jako impulz k dalšímu zlepšování a plánuje vyvinout nový disk, který bude ještě tužší a lehčí.
