A Fórmula 1 provavelmente é o esporte automobilístico mais rápido e tecnologicamente mais avançado do mundo. A tecnologia de produção para automobilismo, em particular, está na vanguarda da inovação nas técnicas de fabricação. No decorrer do desenvolvimento conjunto com fabricantes de automobilismo, o fabricante de impressoras 3D industriais INTAMSYS também se envolveu em processos de fabricação avançados, confirmando ainda mais sua posição competitiva no mercado de manufatura aditiva.
A Hartley Engines and Motorsport da Nova Zelândia é uma empresa líder que projeta, desenvolve e fabrica motores e componentes de alta qualidade para automobilismo e pequenas empresas de automóveis. Algumas de suas conquistas incluem muitas vitórias em campeonatos com seus clientes de automobilismo em toda a Nova Zelândia e Austrália, vários recordes de velocidade em Bonneville (em um Mini 1000cc, de todas as coisas) e muitos prêmios por inovação na engenharia de automobilismo. Seus principais motores incluem seu V12 de 10.000 rpm, 1.000 + HP e seu V8 de came quádruplo “Inspirado na Fórmula 1” de alta rotação.
No passado, seu principal negócio sempre foi a produção de motores para equipes em competições de alto nível, com a maior parte de seu desenvolvimento sendo incrivelmente secreto e apenas para clientes selecionados. Recentemente, eles passaram a fornecer kits de motores e desenvolvimento para outros desenvolvedores de motores. Eles também começaram a vender mais de seus componentes para consumidores em geral em todo o mundo para uso em seus próprios projetos.
“Percebemos que simplesmente não podíamos – ou não queríamos construir motores para todos os concorrentes. Simplesmente não há horas suficientes em um dia. Mas descobrimos que poderíamos fornecer um serviço melhor a todos, disponibilizando nossa gama de componentes e desenvolvimento para todos”, disse Nelson Hartley, proprietário da Hartley Engines.
Um dos pontos fortes da Hartley Engines é sua capacidade de projetar e desenvolver produtos muito rapidamente e prepará-los para a produção. Sua fábrica consiste em fresadoras CNC de 5 eixos, tornos CNC, Motor Dynos e equipamentos de teste de fluxo de ar, apenas para citar algumas peças de maquinário. Recentemente, eles avançaram para o próximo nível com a fabricação aditiva de peças de produção.
Nelson e sua equipe vêm desenvolvendo o uso de peças impressas em 3D em seus motores há vários anos e, embora bem-sucedidos nos testes, tiveram muitos problemas para deixá-los “prontos para produção”.
“Muito cedo, identifiquei alguns benefícios sérios do uso da impressão 3D. As propriedades do material de alguns dos polímeros de ponta são realmente impressionantes e perfeitas para coisas como nossos coletores de admissão e peças de indução.”
Nelson Hartley (a direta) discutindo ideias de design no workshop da FUNMAT HT
Sendo designers e engenheiros, eles encontraram novas maneiras de usar peças impressas ao lado de peças de tarugos e peças compostas de carbono no que Nelson chama de “método de fabricação híbrido”.
Embora a pandemia do COVID tenha afetado sua produção interna, um trabalho na lista da Hartley Engines and Motorsport foi redesenhar os corpos do acelerador que foram usados em suas entradas. Os corpos individuais do acelerador são uma peça de alumínio de tarugo, usinada internamente, mas o segredo de suas entradas são os corredores de entrada e trompetes impressos em 3D.
“O material que estamos usando para nossos canais de admissão é um nylon de alta temperatura (PA), com 25% de fibra de carbono… A maneira como o PA-CF lida com a temperatura supera o alumínio, transferindo calor muito lentamente, mantendo nosso caminho de admissão muito frio, auxiliando a combustão quando o ar frio entra no motor.”
“O bônus adicional de imprimir em 3D nossos corredores e trompetes é a flexibilidade do design. Levamos a forma de admissão muito a sério. Não é simplesmente um furo redondo usinado em um pedaço de chapa. Podemos imprimir em 3D curvas e formas extremamente complexas que se alinham com os modelos CAD das nossas cabeças de cilindro.”
Antes de receber sua primeira INTAMSYS FUNMAT HT, a taxa de sucesso da Hartley Engines na impressão de polímeros de alta temperatura era de cerca de 15-20%.
“Estávamos desperdiçando mais impressões do que podíamos pagar e, quando alguns dos plásticos custavam mais de US$ 500/kg (mais frete para a Nova Zelândia), estava chegando ao ponto de não ser viável imprimir as peças. Eu sabia que poderia ser bem-sucedido, mas simplesmente não conseguíamos fazê-lo funcionar todas as vezes”
“Desde que recebemos nossa primeira FUNMAT HT, tivemos uma taxa de sucesso de 95% com nossas impressões… Muitas pessoas na indústria me disseram que não havia como fazer peças de produção em uma impressora 3D, mas a INTAMSYS provou que isso está errado!”
Motor de corrida usando um híbrido de peças impressas em 3D, peças de tarugos e peças de fibra de carbono pré-impregnadas
Hoje a Hartley Engines está construindo um departamento de manufatura aditiva dedicado em sua oficina com a intenção de instalar mais dois a quatro FUNMAT HT.
À medida que seus negócios crescem, a Hartley Engines and Motorsport está sempre enfrentando o problema de colocar as peças no mercado o mais rápido possível. Tudo o que eles fazem é único e requer novas abordagens para resolver problemas.
“Quem diz que as impressoras 3D vão substituir todas as máquinas CNC está mentindo, mas, da mesma forma, quem diz que você não pode fazer o trabalho de produção em uma impressora 3D econômica como a nossa INTAMSYS FUNMAT HT está sendo míope”
“Nossa FUNMAT HT foi literalmente 1/30 do custo de nossa máquina CNC de 5 eixos, e as peças que estamos fabricando nela são tão valiosas para o consumidor… impressora, posso me dar ao luxo de ter várias impressoras funcionando ao mesmo tempo no trabalho em lote. Na verdade, torna-se mais eficiente em alguns casos do que configurar as máquinas CNC. Nosso retorno sobre o investimento foi extremamente alto!”
Como qualquer pessoa que tenha trabalhado em métodos tradicionais de fabricação sabe, a configuração e o ferramental são caros e demorados.
“Costumávamos passar horas configurando nossas máquinas e fabricando ferramentas apenas para usinar ou fabricar uma peça. Agora, tudo o que tenho a fazer é aquecer a FUNMAT HT e pressionar start. Nenhuma ferramenta ou configuração necessária.”
As peças impressas em 3D são usadas principalmente em buzinas de ar e corredores para coletores de admissão.
A impressão 3D também é usada para fazer o plenum de um motor turbo. À esquerda das imagens abaixo está o ferramental composto para a peça, primeiro impresso em alguns segmentos, depois unido com toda a superfície cuidadosamente polida. O da direita é um produto final de alto desempenho feito com ferramentas compostas depois de passar por todo o processo de assentamento e cura da fibra de carbono.
Depois de usar a INTAMSYS FUNMAT HT, Hartley Engines e Motorsport disseram que já estavam confiantes de que a peça impressa seria muito boa, mas ficaram surpresos com o desempenho da mesma. Nelson disse: “A qualidade de nossas peças de alta temperatura é incrível, e estamos apenas começando a produzir as peças que vendemos… Estamos desenvolvendo isso há cerca de 3-4 anos e desde que adquirimos a FUNMAT HT conseguimos resolver 99% dos problemas que tínhamos antes.”
Agora, com uma gama maior de tamanhos, mais espaço para ligações e com uma produção mais rápida em mente, o próximo passo é passar pela grande lista de coletores de admissão e toda a Hartley Engines and Motorsport está projetando, usando este novo método de fabricação enxuta que eles desenvolveram.
SOBRE A INTAMSYS
As soluções multifuncionais de impressão 3D da INTAMSYS têm a ambição de tornar as vidas futuras totalmente personalizáveis devido à infinidade de possibilidades que a indústria de manufatura aditiva oferece. Atendendo aos mais exigentes padrões industriais, as Impressoras 3D INTAMSYS são otimizadas para aplicações em indústrias tão diversas como Automotiva, Aeroespacial, Óleo & Gás, Setor Médico ou mesmo Educação.
Para mais informações sobre a impressora 3D FUNMAT HT, acesse: https://3be.com.br/impressoras-3d/fff-fabricacao-com-filamento-fundido/intamsys-funmat-ht/
Fonte do release: https://3dprint.com/291495/the-benefit-of-3d-printing-for-engines-in-motorsports/
