Race Up Team Padova utiliza Formlabs 4L e resina de alta temperatura para imprimir em 3D um radiador leve e de alto desempenho

Quando a Race Up Team Padova decidiu construir um radiador elétrico para carros de corrida do zero, eles rapidamente perceberam que precisavam fabricar componentes personalizados que pudessem não apenas suportar o calor de um carro de corrida e atender aos padrões de segurança, mas também funcionar no equivalente estudantil da Fórmula 1. Com uma impressora 3D Formlabs Form 4L e resinas de engenharia, os estudantes universitários construíram um radiador personalizado que pesava 67% menos que os modelos anteriores – e subiram ao pódio. 

Até a temporada de 2024, a equipe da Universidade de Pádua, Team Padova, usava um radiador de reposição de uma empresa que fabrica radiadores especialmente para carros de estudantes de Fórmula. Embora esses radiadores sejam plug-and-play e fáceis de integrar, havia espaço para melhorias, incluindo torná-los mais leves e, ao mesmo tempo, dissipar todas as perdas de energia necessárias no carro. 

Com uma impressora 3D Form 4L, Form Wash, Form Cure e resinas de engenharia, a Team Padova construiu um radiador mais leve para seu carro de corrida elétrico, que alcançou o terceiro lugar geral na competição italiana FS ATA realizada no circuito Varano de’ Melegari.

Como nenhum radiador no mercado atendia às necessidades da equipe, eles mergulharam na pesquisa e decidiram optar por um design de radiador com tubos ovais e aletas. No entanto, as massas do radiador que receberam não estavam equipadas com coletores de entrada e saída. Para poder personalizar totalmente um design que atendesse às suas aplicações e restrições, a equipe recorreu à impressão 3D. 

As peças impressas em 3D de modelagem por deposição fundida (FDM) falharam imediatamente, incapazes de suportar as temperaturas exigidas. A equipe então recorreu à impressão 3D por estereolitografia (SLA), selecionando High Temp Resin e Form 4L.

“Após extensa avaliação, testes e várias iterações de protótipos, selecionamos Formlabs High Temp Resin, uma resina capaz de suportar tanto o estresse térmico quanto os requisitos mecânicos da aplicação.”

Equipe Race Up Pádua

O sistema de refrigeração está dividido em duas secções distintas:um circuito de água e um circuito de ar. As peças do circuito de água devem suportar temperaturas de funcionamento próximas dos 80 °C. Devido a isso, a resina Formlabs High Temp foi selecionada, pois a resina High Temp tem uma temperatura de deflexão térmica (HDT) de 238 °C @ 0,45 MPa - a mais alta entre as resinas Formlabs. 

Resina de alta temperatura foi usada para impressão 3D: 

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  Uma entrada personalizada que conecta a bomba centrífuga ao tubo sem introduzir queda de pressão. 
  
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  Peças e ventiladores personalizados para o radiador totalmente personalizado. 
  
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  O tanque vórtice, um sistema totalmente personalizado necessário para extrair ar. Como o próprio nome sugere, ele opera gerando um vórtice que separa e remove o ar das bolhas do fluido, garantindo o desempenho adequado do circuito.
  

1. Uma entrada personalizada impressa em 3D. 2. Camisas de resfriamento do motor. 3. Peças e ventiladores personalizados. 4. Tanque de vórtice. 5. Placa fria do inversor.

O grande volume de impressão do Form 4L significou que a equipe poderia imprimir duas placas e dois manifolds em uma única construção, produzindo efetivamente um radiador em uma única impressão. Após o pós-processamento das peças em Form Wash e Form Cure e lixamento dos pontos de fixação, a equipe montou as peças com adesivo Loctite EA 9497.

Em comparação com o radiador do ano anterior, a equipe conseguiu cortar cerca de 1.200 g, uma redução de peso de aproximadamente 67% para cada radiador. Considerando que todo o sistema de refrigeração é composto por dois radiadores, eles conseguiram economizar 2,4 kg.

“Obter um resultado tão positivo que nos permitiu reduzir o peso só foi possível graças ao contributo da Formlabs.”

Equipe Race Up Pádua



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O circuito de refrigeração a ar é um circuito aberto que puxa o ar da região central do veículo para resfriar a bateria e depois expele o ar pela parte traseira. O ar resfria cada célula individual da bateria através de pequenas abas que transferem calor da célula para o fluxo de ar. Este sistema possui requisitos de segurança específicos de acordo com os regulamentos da Fórmula SAE:os elementos que estão em contato com a bateria devem ser materiais retardadores de fogo UL-94 V-0. Para atender a esses requisitos, a Race Up Padova selecionou a resina retardante de chamas para a fabricação das peças.



O circuito de resfriamento de ar deve ser feito de materiais retardadores de fogo UL-94 V-0 devido ao contato com a bateria.

A resina retardante de chama é um material especializado com certificação UL 94 Blue Card para a criação de peças autoextinguíveis e livres de halogênio com classificações favoráveis de chama, fumaça e toxicidade (FST). Essas propriedades permitem a impressão 3D de peças que funcionam em ambientes com altas temperaturas ou fontes de ignição, como próximo a um sistema de bateria.

“Sem o Formlabs tal inovação não seria possível da mesma forma que foi:rápida, confiável e precisa.”

Equipe Race Up Pádua

Além da resina de alta temperatura e da resina retardante de chama, a Team Padova usa resina rígida 10K para fazer moldes para laminação de fibra de carbono e resina transparente para testes e verificação do comportamento adequado do fluido. A Form 4L é ágil, com trocas de materiais rápidas e fáceis, dando à equipe acesso a toda a linha de resinas Formlabs, para que possam selecionar o material ideal para cada aplicação. 

Embora o carro do Team Padua tenha ficado em terceiro lugar na competição FS ATA, eles já estão buscando melhorias para a próxima iteração, incluindo a adição de nervuras às peças para maior resistência, implementação de otimização da dinâmica de fluidos e redução do arrasto. Uma das principais ferramentas que eles usarão quando começarem a iterar? Resinas Form 4L e Formlabs. 

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