Revolucionando o automobilismo: Equipe UVic Formula usa impressão 3D e materiais compósitos para flexibilidade de design

Uma combinação de tecnologia de impressão 3D e materiais compósitos permitiu a uma equipe universitária de automobilismo a oportunidade de projetar — e redesenhar — peças para seus carros de corrida Formula SAE universitários nos últimos quatro anos.

Quatro anos de evolução com Windform

Desde 2016, a Equipe UVic Formula Motorsport (Universidade de Victoria, Colúmbia Britânica, Canadá) projeta seus veículos de corrida Formula SAE com cárteres de óleo impressos em 3D engenheirados com o processo de sinterização a laser da CRP USA (parte do CRP Group, Módena, Itália) e materiais compósitos Windform TOP-LINE.

De 2016-2018, os cárteres foram produzidos usando o material compósito Windform XT 2.0 à base de poliamida reforçado com fibra de carbono. Segundo a CRP, o peso leve desses cárteres permitiu à equipe baixar significativamente o motor do veículo, diminuindo o centro de gravidade geral e melhorando o desempenho do carro.

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Outras aplicações recentes do Windform XT 2.0 incluem um demonstrador de nano-satélite construído por estudantes e um modelo de túnel de vento para testes de voo de aeronaves.

Liberdade geométrica com sinterização a laser

Além disso, o uso da tecnologia de sinterização a laser deu à equipe liberdade para projetar geometrias complexas, como defletores (baffles) do cárter de óleo para direcionar o fluxo de óleo mais consistentemente dentro do cárter e eliminar a possibilidade de falta de óleo quando o veículo inclina nas curvas.

Falha em 2018 leva a redesign e novo material

Em 2018, porém, o motor do veículo da equipe superaqueceu durante um teste, fazendo a temperatura do óleo aumentar além dos limites do cárter projetado, deformando as paredes finas do defletor do cárter e puxando uma seção da flange de acoplamento para dentro do cárter, causando vazamento significativo de óleo.

Para a competição de 2019, a equipe reavaliou o design, optando por mudanças na geometria do cárter e avaliando materiais alternativos Windform TOP-LINE. O cárter redesenhado compreende Windform SP, um material compósito de poliamida reforçado com fibra de carbono com ponto de fusão mais alto comparado ao Windform XT 2.0. Para diminuir chances de falha, a equipe também aumentou a espessura da flange de acoplamento e mudou o design do defletor, simplificando as paredes para uma área central ao redor da captação de óleo e adicionando uma crista de suporte no topo da parede.

As mudanças, diz a CRP Technology, resultaram em um cárter de óleo mais robusto.

"Com tecnologia de sinterização a laser e materiais compósitos Windform TOP-LINE da CRP USA na ponta dos dedos de nossa equipe de engenharia, somos capazes de projetar peças complexas que anteriormente não seriam possíveis," segundo a equipe UVic Motorsport.