3D geprinte koelschil voor Superbike

Om ervoor te zorgen dat de gloednieuwe elektromotor van Electric Superbike Twente op ideale temperatuur opereert, wordt hij voorzien van een metaal 3D geprinte koelschil.

Electric Superbike Twente, een 30-koppig studententeam van de Universiteit Twente en Saxion Hogeschool Enschede, heeft samen met K3D één van de eerste metaal 3D geprinte componenten voor de race-industrie ontwikkeld. De elektromotor van hun tweede elektrische superbike zal water gekoeld worden, net als de eerste superbike, die in 2018 is ontwikkeld. “De koelschil van onze eerste superbike bestaat uit meerdere onderdelen, die lastig te produceren waren met behulp van conventionele technieken, zoals draaien en frezen. Om de benodigde toleranties te halen, moest materiaal toegevoegd worden, waardoor het eindproduct zwaarder werd dan aanvankelijk berekend”, vertelt Feitse Krekt, Technisch Manager van het team van Electric Superbike Twente. “Daarnaast vielen de koelprestaties ook wat tegen. Om de maakbaarheid van de componenten te garanderen, moesten de wanddiktes van de schil groter gekozen worden dan gewenst, wat weer ten koste ging van de koelprestaties. Hierdoor konden we minder vermogen uit de elektromotor halen en moesten we soms flink inhouden om de elektromotor niet te oververhitten.”

Componenten optimaliseren
Omdat Electric Superbike Twente constant wil blijven innoveren en aan de top wil blijven van elektrisch racen, is het team volop bezig met de ontwikkeling van een tweede elektrische superbike. “Bij het ontwerpen van deze nieuwe superbike hebben we zoveel mogelijk componenten volledig herontworpen om ze te optimaliseren. We zagen dat we op het gebied van elektromotor koeling grote stappen konden maken als we gebruik zouden gaan maken van metaal 3D printen. De grote voordelen van metaal 3D printen zijn functie integratie en gewicht- en ruimtebesparende ontwerpvrijheid. In onze zoektocht naar een partner kwamen we terecht bij K3D”, vertelt Krekt. “We werden in september gecontacteerd door Electric Superbike Twente, toen ze nog in een vroeg stadium van hun ontwerp fase zaten. Dit gaf ons de kans om veel begeleiding te geven in het ontwerpen voor 3D printen”, zegt Jaap Bulsink, CTO van K3D. “We zijn altijd op zoek naar mogelijkheden om onze ervaring met en kennis van metaal 3D printen te delen. Zeker als het gaat om zo’n gaaf project als het bouwen van een elektrische superbike.”

Omdat de koelschil specifiek ontworpen is voor 3D printen, waren de opties eindeloos.

Ultieme ontwerpvrijheid
Omdat het onderdeel specifiek ontworpen is voor 3D printen, waren de opties eindeloos. Bulsink: “De koelschil heeft optimale koelprestaties door een dunwandig ontwerp met interne koelkanalen op exact de juiste plek. Dit kan alleen met metaal 3D printen, waarbij je ultieme ontwerpvrijheid hebt. Daarnaast is het onderdeel ook nog eens ontworpen om zo licht mogelijk te zijn. Het onderdeel is in één keer correct geprint en heeft een dusdanige nauwkeurigheid dat er geen nabewerking nodig is.” De uniciteit van dit metaal 3D geprinte onderdeel ligt tevens in de afmetingen. “We zijn meer koelschillen voor de race-industrie tegen gekomen die gemaakt zijn met behulp van metaal 3D printen, maar deze onderdelen waren minstens vier keer zo klein.” Naast de koelschil worden er op dit moment veel meer onderdelen voor de nieuwe elektrische superbike geproduceerd. Als alle onderdelen binnen zijn, wordt de superbike geassembleerd. Daarna zal het team de superbike, met onder andere dit high-end koelsysteem, gaan testen. “Met dergelijke innovaties is het altijd spannend om te ontdekken of alles werkt zoals het ontworpen is, maar we zijn er nu al van overtuigd dat deze metaal 3D geprinte koelschil een stukje van de hoogwaardigste technologie van dit moment is”, concludeert Krekt. De onthulling van de nieuwe superbike is op 24 mei in bioscoop Kinepolis in Enschede.