Latin-America (Português)
Latin-America (Português)
Estudo de Caso

Impressão 3D para corridas de veículos elétricos na Universidade de Dankook

Como as tecnologias SAF, P3, FDM e PolyJet transformaram a formação dos alunos interessados na produção de veículos elétricos.


R2X em um posto de recarga para veículos elétricos

Guia de Soluções em Ferramentas para Aditivos Automotivos

Este guia aborda aplicações comuns de ferramentas para aditivos automotivos, quais requisitos são mais importantes no chão de fábrica e como avaliar o ajuste com base no ambiente, nas cargas e nas necessidades de materiais — ajudando as equipes a reduzir o risco de tempo de inatividade e a responder mais rapidamente às mudanças.

Perfil do cliente

O grupo de pesquisa em veículos elétricos R2X (Run to Xtreme), vinculado ao Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Dankook, está — fiel ao seu nome — correndo em direção ao extremo. É um centro onde engenheiros apaixonados se reúnem para pesquisar, projetar e desenvolver tecnologias de veículos elétricos de última geração.

Fundado em 2002, o R2X conta atualmente com cerca de 52 estudantes participando ativamente. A equipe tem competido consistentemente na categoria de veículos elétricos da competição universitária de carros de construção própria (Formula Student), organizada pela Sociedade Coreana de Engenheiros Automotivos (KSAE), e se consolidou como uma forte concorrente no automobilismo universitário nacional por meio de tecnologia inovadora e resultados excepcionais. Na competição de 2024, alcançamos a notável conquista de ganhar o Prêmio de Incentivo na categoria E-Formula com nosso carro de fórmula elétrico de fabricação própria.

Three-quarter view of R2X electric vehicle

Desafio

A R2X projeta e fabrica componentes essenciais diretamente relacionados ao desempenho dos veículos. Esse processo é uma jornada longa e árdua. O processamento manual de compósitos de fibra de vidro ou carbono exige muito tempo e esforço antes que as peças propriamente ditas possam ser produzidas. Para um clube estudantil que opera com tempo e mão de obra limitados, depender do trabalho manual dificulta a alocação de recursos para alterações ou melhorias no projeto que poderiam levar a melhores resultados.

As limitações da implementação também são evidentes. Com métodos de processamento convencionais, é quase impossível fabricar peças com formas complexas e aerodinâmicas ou estruturas internas otimizadas para a aerodinâmica. Como resultado, os engenheiros muitas vezes precisam se contentar com projetos que sejam viáveis de fabricar, em vez daqueles que maximizem o desempenho. Isso funciona como uma barreira invisível que dificulta a criatividade e a inovação da equipe. Recusando-se a aceitar essas limitações como inevitáveis, a R2X está enfrentando o desafio de frente com a impressão 3D — um novo paradigma de fabricação que permite a criação de veículos mais rápidos, mais leves e mais eficientes.

Electronic components enclosure box 3D Printed using Stratasys F770

Anteriormente, era necessário dedicar muito tempo e esforço para produzir peças manualmente usando carbono e outros materiais. No entanto, ao utilizar a tecnologia de impressão 3D, reduzimos drasticamente o tempo de produção e pudemos nos concentrar em tarefas mais importantes. E, graças ao generoso suporte técnico da Stratasys, pudemos participar da competição da KSAE, organizada pela Sociedade Coreana de Engenheiros Automotivos, e alcançar resultados notáveis.”

Solução

A jornada de introdução da impressão 3D na R2X representa uma mudança significativa na estratégia de engenharia — uma mudança que vai além da simples adoção de novos equipamentos. A R2X estabeleceu uma estratégia de engenharia focada na aplicação da solução certa para cada problema, em vez de depender de uma única tecnologia ou ferramenta para tudo. Examinei cuidadosamente a linha de impressoras 3D da Stratasys. E, após concluir a análise preliminar, a R2X selecionou e utilizou estrategicamente quatro tecnologias principais — SAF, P3, FDM e PolyJet — para atender aos requisitos dos componentes-chave.

  • Duto de resfriamento da bateria: Para maximizar a eficiência de resfriamento da bateria — o coração do veículo elétrico —, a R2X utilizou a tecnologia SAF (Selective Absorption Fusion) da Stratasys e a impressora H350. Graças à tecnologia SAF à base de pó, conseguimos criar com sucesso dutos de resfriamento com
    canais internos complexos, otimizados para o fluxo de ar — algo que era inimaginável com os métodos manuais convencionais.
  • Pega do volante: A pega do volante, que afeta diretamente a sensação de controle do motorista, foi produzida utilizando a tecnologia P3 (Fotopolimerização Programável) com base na impressora Origin One. Ao aplicar o material semelhante à borracha IND 402, evitamos o deslizamento e melhoramos a aderência. A R2X modificou repetidamente a peça durante o processo para garantir um ajuste ideal à mão do motorista, aumentando assim a qualidade geral da peça.
  • Compartimento integrado: O grande compartimento integrado, que protege diversos componentes elétricos do veículo, foi produzido utilizando o método FDM (Modelagem por Deposição Fundida) com a impressora 3D F770. A impressão de peças com tamanho máximo de 1 metro de uma só vez simplificou o processo de montagem, eliminou a necessidade de juntas e proporcionou tanto rigidez estrutural quanto redução de peso.
  • Luz de freio e sistema de alerta de alta tensão: A luz de freio e o sistema de alerta de alta tensão — incluindo o logotipo da equipe — foram produzidos utilizando a tecnologia PolyJet com a impressora 3D J850. Essa tecnologia permite a impressão simultânea em cores e com material transparente, reproduzindo perfeitamente as cores e os designs desejados do logotipo da R2X.
3D Printed inlet using SAF Technology

Impacto

A introdução das soluções de impressão 3D da Stratasys trouxe mais do que apenas uma mudança na forma como as peças são fabricadas para o R2X — foi uma verdadeira inovação. Em primeiro lugar, o fluxo de trabalho de desenvolvimento foi simplificado. Como o tempo e o esforço anteriormente necessários para produzir dutos de resfriamento de bateria ou realizar o pós-processamento foram eliminados, os membros da equipe ficaram livres de tarefas repetitivas. O tempo e os recursos valiosos economizados por meio desse processo agora podem ser investidos em atividades de alto valor, como projeto, simulação e análise de dados. Isso pode ser considerado uma vantagem competitiva insubstituível para equipes de estudantes que precisam maximizar a eficiência com recursos limitados.

A melhoria resultante no desempenho do veículo é uma conquista sem precedentes. O duto de resfriamento produzido com a tecnologia SAF evita o superaquecimento da bateria e mantém uma potência estável, enquanto a alça ergonômica criada com a tecnologia P3 reduz a fadiga do piloto e contribui para tempos de volta mais curtos. A estrutura, fabricada integralmente com a tecnologia FDM, aumenta a rigidez da carroceria e reduz o peso, melhorando o desempenho dinâmico, enquanto as peças externas produzidas com a tecnologia PolyJet elevam a qualidade geral do veículo.

R2X 3D printed steering wheel

Conclusão

A colaboração entre a R2X da Universidade Dankook e a Stratasys demonstra claramente como a tecnologia de impressão 3D pode transformar o panorama dos veículos elétricos de última geração. A R2X ultrapassou os limites da fabricação convencional ao aproveitar as diversas plataformas tecnológicas da Stratasys para transformar projetos ousados e criativos em realidade e levar o desempenho dos veículos ao limite — alcançando sucesso nas competições. E o desafio da R2X não termina por aqui. O presidente Hyun Ye-chan afirmou: “Juntamente com os membros da minha equipe, continuaremos a buscar o extremo, como o nome sugere”, revelando suas aspirações para o futuro.