O Que é Fórmula SAE
A Fórmula SAE é a principal competição de engenharia automotiva para estudantes universitários no mundo. Equipes projetam, constroem e competem com um carro de formula de corrida desde o zero, sendo avaliadas em quesitos de performance dinâmica, design de engenharia, análise de negócios e eficiência de custo. A USP São Carlos, reconhecida como uma das melhores escolas de engenharia do Brasil, participa regularmente com times de Engenharia Mecânica e Elétrica.
A exigência técnica da competição é real: os juízes são engenheiros da indústria automotiva. Peças que falham na pista eliminam a equipe. Peças fora do especificado reprovam na inspeção técnica. Não há margem para componentes medianos.
O Desafio
A equipe Fórmula SAE USP São Carlos chegou até a AUMAF 3D com um briefing direto e exigente: 7 componentes impressos em 3D, prazo de 5 dias úteis, alta precisão dimensional de alta precisão dimensional nas interfaces críticas e peso minimizado em todas as peças.
Diagnóstico Técnico por Peça
Antes de iniciar a produção, cada componente foi avaliado individualmente para identificar a criticidade dimensional, o regime de carga esperado e o material mais adequado. Não existe "receita universal" em peças para motorsport.
Suportes de Suspensão (×2)
Alta — carga dinâmica sob impactoPeças submetidas a forças de compressão e cisalhamento durante curvas e frenagem. Requisito: resistência ao impacto elevada e alta precisão dimensional nas interfaces com a geometria do chassi. Material selecionado: Nylon PA para absorção de impacto sem fratura frágil.
Guias de Cabo (×3)
Média — controle dimensional críticoComponentes de roteamento do sistema elétrico. Geometria com canais de passagem de cabo com diâmetro controlado — variação de alta precisão dimensional inviabiliza a montagem. Processo: FDM com câmara aquecida para controle de contração do PA.
Defletores Aerodinâmicos (×2)
Média — relação rigidez/pesoPeças de área superficial grande e geometria curvada. Carga aerodinâmica gera flexão — rigidez específica (módulo/densidade) é o parâmetro de seleção. PET-G CF15 (PETG com 15% de fibra de carbono) entrega a relação ideal.
Solução por Material e Processo
Nylon PA
Alta resistência ao impacto, baixo coeficiente de atrito nas superfícies de deslizamento dos cabos, e comportamento dúctil que evita falha catastrófica sob carga de impacto. FDM com câmara aquecida a 60°C e perfil de temperatura calibrado para cristalização correta do PA.
PET-G CF15
PETG reforçado com 15% de fibra de carbono picada. Módulo de flexão ~30% superior ao PETG puro com densidade significativamente menor que alumínio usinado. Resultado: peças mais leves que a alternativa metálica, com rigidez adequada para o regime de carga aerodinâmica.
Especificações por Componente
| Peça | Material | Processo | Precisão | Prazo |
|---|---|---|---|---|
| Suporte suspensão ×2 | Nylon PA | FDM câmara aq. | alta precisão dimensional | Dia 2 |
| Guias de cabo ×3 | Nylon PA | FDM câmara aq. | alta precisão dimensional | Dia 3 |
| Defletor aero ×2 | PET-G CF15 | FDM industrial | alta precisão dimensional | Dia 4 |
Resultado
Todas as 7 peças foram entregues no quinto dia útil, dentro do especificado dimensionalmente, aprovadas pela equipe técnica da USP São Carlos sem necessidade de retrabalho em nenhum componente. A montagem do carro prosseguiu no cronograma planejado pela equipe.
O carro competiu na Fórmula SAE Brasil 2024 com todos os componentes AUMAF 3D instalados. Nenhuma falha de componente impresso foi registrada durante os eventos dinâmicos da competição.
"A AUMAF 3D entregou dentro do prazo e com acabamento surpreendente. As peças encaixaram perfeitamente no primeiro teste de montagem."
— Equipe Fórmula SAE USP São Carlos
O Que Aprendemos: DfAM em Motorsport Estudantil
Design for Additive Manufacturing (DfAM) é a prática de projetar peças que exploram as vantagens únicas da impressão 3D — em vez de simplesmente replicar peças projetadas para usinagem ou injeção. No contexto da Fórmula SAE, isso significou:
Orientação de impressão como parâmetro de projeto
Os suportes de suspensão foram orientados para que as camadas FDM ficassem perpendiculares à direção de carga principal, maximizando a resistência no eixo mais solicitado.
Integração de funções em peça única
Duas das guias de cabo foram redesenhadas para integrar funcionalidades que originalmente seriam 3 componentes distintos — reduzindo peso total e eliminando interfaces de montagem.
Infill calibrado por função
Defletores aerodinâmicos usaram infill em gyroid a 25% — estrutura interna que maximiza rigidez à flexão por unidade de massa, diferente do infill retilíneo padrão.
