El equipo Race Up Padova aprovecha la resina 4L y de alta temperatura de Formlabs para imprimir en 3D un radiador ligero y de alto rendimiento

Cuando Race Up Team Padova se propuso construir un radiador para coche de carreras eléctrico desde cero, rápidamente se dieron cuenta de que necesitaban fabricar componentes personalizados que no solo pudieran resistir el calor de un coche de carreras y cumplir los estándares de seguridad, sino que también funcionaran en el equivalente estudiantil de la Fórmula 1. Con una impresora 3D Form 4L de Formlabs y resinas de ingeniería, los estudiantes universitarios construyeron un radiador personalizado que pesaba un 67% menos que los modelos anteriores y subieron al podio. 

Hasta la temporada 2024, el equipo de la Universidad de Padua, Team Padova, utilizó un radiador no original de una empresa que fabrica radiadores especialmente para los coches de los estudiantes de Fórmula. Si bien estos radiadores son plug-and-play y fáciles de integrar, había margen de mejora, incluido hacerlos livianos y al mismo tiempo disipar todas las pérdidas de energía necesarias en el automóvil. 

Con una impresora 3D Form 4L, Form Wash, Form Cure y resinas de ingeniería, el equipo Padova construyó un radiador más ligero para su coche de carreras eléctrico, que consiguió el tercer puesto general en la competición italiana FS ATA celebrada en el circuito de Varano de' Melegari.

Como ningún radiador en el mercado satisfacía las necesidades del equipo, se lanzaron a investigar y decidieron optar por un diseño de radiador de tubos y aletas ovaladas. Sin embargo, las masas de radiadores que recibieron no estaban equipadas con colectores de entrada y salida. Para poder personalizar completamente un diseño que cumpliera con su aplicación y sus limitaciones, el equipo recurrió a la impresión 3D. 

Las piezas impresas en 3D del modelado por deposición fundida (FDM) fallaron inmediatamente y no pudieron soportar las temperaturas requeridas. Luego, el equipo recurrió a la impresión 3D por estereolitografía (SLA), seleccionando High Temp Resin y Form 4L.

"Después de una exhaustiva evaluación, pruebas y varias iteraciones de prototipos, seleccionamos la High Temp Resin de Formlabs, una resina capaz de soportar tanto el estrés térmico como los requisitos mecánicos de la aplicación".

Race Up Equipo Padova

El sistema de refrigeración se divide en dos secciones diferenciadas:un circuito de agua y un circuito de aire. Las piezas del circuito de agua deben soportar temperaturas de funcionamiento cercanas a los 80 °C. Debido a esto, se seleccionó la High Temp Resin de Formlabs porque tiene una temperatura de deflexión térmica (HDT) de 238 °C a 0,45 MPa, la más alta entre las resinas de Formlabs. 

Se utilizó resina de alta temperatura para imprimir en 3D: 

• Una entrada personalizada que conecta la bomba centrífuga a la tubería sin introducir una caída de presión. 

• Piezas y ventiladores personalizados para el radiador totalmente personalizado. 

• El tanque vortex, un sistema totalmente personalizado necesario para extraer aire. Como su nombre indica, funciona generando un vórtice que separa y elimina las burbujas de aire del fluido, garantizando el correcto rendimiento del circuito.

1. Una entrada personalizada impresa en 3D. 2. Camisas de refrigeración del motor. 3. Piezas y ventiladores personalizados. 4. Tanque de vórtice. 5. Placa fría del inversor.

El gran volumen de impresión de la Form 4L significó que el equipo podía imprimir dos planchas y dos colectores en una sola construcción, produciendo efectivamente un radiador en una sola impresión. Después de posprocesar las piezas en Form Wash y Form Cure y lijar los puntos de unión, el equipo ensambló las piezas con adhesivo Loctite EA 9497.

En comparación con el radiador del año anterior, el equipo pudo reducir aproximadamente 1200 g, aproximadamente una reducción de peso del 67 % para cada radiador. Teniendo en cuenta que todo el sistema de refrigeración está compuesto por dos radiadores, pudieron ahorrar 2,4 kg.

"Obtener un resultado tan positivo que nos permitió reducir el peso sólo fue posible gracias a la contribución de Formlabs".

Race Up Equipo Padova

Pieza de muestra

Mira y siente la calidad de Formlabs de primera mano. Le enviaremos una pieza de muestra impresa en 3D gratuita a su oficina.

Solicite una pieza de muestra gratuita

El circuito de refrigeración por aire es un circuito abierto que extrae aire de la región central del vehículo para enfriar la batería y luego expulsa el aire por la parte trasera. El aire enfría cada celda individual de la batería a través de pequeñas pestañas que transfieren calor de la celda al flujo de aire. Este sistema tiene requisitos de seguridad específicos según la normativa de Fórmula SAE:los elementos que estén en contacto con el paquete de baterías deben ser materiales retardantes de fuego UL-94 V-0. Para cumplir con estos requisitos, Race Up Padova seleccionó una resina retardante de llama para fabricar las piezas.

El circuito de refrigeración por aire debe estar fabricado con materiales ignífugos UL-94 V-0 por contacto con la batería.

La resina retardante de llama es un material especializado con certificación Blue Card UL 94 para crear piezas autoextinguibles y libres de halógenos con clasificaciones favorables de llama, humo y toxicidad (FST). Estas propiedades permiten la impresión 3D de piezas que funcionan en entornos con altas temperaturas o fuentes de ignición, como cerca de un sistema de batería.

"Sin Formlabs, esta innovación no sería posible de la misma manera que lo fue:rápida, fiable y precisa".

Race Up Equipo Padova

Además de la resina de alta temperatura y la resina retardante de llama, Team Padova utiliza la resina rígida 10K para fabricar moldes para laminar fibra de carbono y la resina transparente para probar y verificar el comportamiento adecuado del fluido. Form 4L es ágil, con cambios de material rápidos y sencillos, lo que brinda al equipo acceso a toda la gama de resinas de Formlabs, para que puedan seleccionar el material óptimo para cada aplicación. 

Si bien el auto del Equipo Padua quedó tercero en la competencia FS ATA, ya están buscando mejoras para la próxima iteración, incluida la adición de nervaduras a las piezas para mayor resistencia, la implementación de optimización de la dinámica de fluidos y la reducción de la resistencia. ¿Una de las principales herramientas que utilizarán cuando comiencen a iterar? Form 4L y resinas Formlabs. 

Explora Form 4L para empezar a imprimir o solicita una pieza de muestra gratuita para evaluar los materiales de Formlabs por ti mismo.

Las impresoras 3D de Formlabs se utilizan para involucrar y capacitar a los estudiantes. Para obtener más información sobre recursos y precios para estudiantes y educadores, explore nuestra página de recursos o comuníquese con ventas.