ゴーカートの再発明：3Dプリントカーボンファイバーパーツで比類なきパフォーマンスを実現

今回、3Dプリントカーボンファイバーコンポーネントを用いてゴーカートを再設計する新たな挑戦に取り組みます。このプロジェクトは積層造形の限界を押し広げます。ステアリングホイールからステアリングナックルまで、各パーツを分解し、CADでモデリング、Markforged Mark Twoでプリントし、オリジナルのスチール部品を軽量高強度の3Dプリント版に置き換えます。カートが金属からナイロンとカーボンファイバーへと移行するにつれ、すべての新コンポーネントは満タン・全開・妥協なしでトラック上で検証されます。

最初のターゲットはエアインテークレストリクターです。小さいながらもその形状はエンジンへの吸気量を支配し、パフォーマンスに直結します。レースではインテークレストリクターが出力と最高速度を制限します。例えばFormula SAEではガソリンエンジンで直径20 mm以下の円形レストリクターが義務付けられています。目標：20 mm要件を満たしつつ、エンジンがピーク出力に達せるレストリクターを設計することです。

ベースカートにはレストリクターが未装着だったため、Formula SAE仕様を満たすことに挑戦しました。このパーツは3Dプリントに最適です。スイーププロファイルと押し出しベースは当社プリンターで容易に造形でき、設計イテレーションは「プリント」ボタンを押すだけで完結します。

Onshapeを用い、吸気プロファイルの回転とマウントベースの押し出しという2つの基本操作でモデルを構築。側面にMarkforgedロゴをエンボス加工し、さりげないブランディングを施しました。

設計確定後、初版をプリント。Markforged Eigerでベース部分をカーボンファイバーストランドで選択的に強化し、エンジンと接触する箇所の強度と耐熱性を向上させました。

新レストリクターは3本の1/4-20ボルトで固定。エンジン準備完了、次のステップは実走テストです。燃料を満たし、エンジンを始動し、トラックへ。パフォーマンス向上を記録し、結果を共有します。

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