VOLKSWAGEN: Fatores de sucesso do I.D. R Pikes Peak – quebrando recordes, graças à impressão 3D

Faz cerca de um mês que o piloto Romain Dumas e o I.D. R Pikes Peak estabeleceram o novo recorde de todos os tempos de 7 minutos, 57,148 segundos na Subida de Montanha Internacional de Pikes Peak, nos Estados Unidos. Para os engenheiros da Volkswagen Motorsport, a corrida contra o relógio durou bem mais – cerca de oito meses. No automobilismo, este é um prazo extremamente curto em termos de corridas de automóveis. Mas foi o tempo que todos os técnicos envolvidos tiveram para desenvolver o primeiro carro de corridas totalmente elétrico da Volkswagen.
O fato deles terem passado por esse teste brilhantemente se deve, em parte, aos métodos inovadores usados durante a fase de testes e desenvolvimento. “Quando trabalhamos no túnel de vento com o modelo em escala 1:2 (metade do tamanho real) do I.D. R Pikes Peak, ganhamos muito tempo graças à utilização da impressão 3D”, explica o Dr. Benjamin Ahrenholz, chefe da área de Cálculos/Simulações da Volkswagen Motorsport. A partir de suas anotações, os especialistas em aerodinâmica testaram várias centenas de configurações diferentes para detalhar o chassi do veículo. “Fizemos aproximadamente duas mil peças para o modelo usado no túnel de vento na impressora 3D, algumas vezes com várias impressoras trabalhando ao mesmo tempo”, conta Ahrenholz.
Essas peças eram colocadas à disposição da equipe em poucos dias. “Se fosse o caso de uma confecção convencional, como usando fibra de carbono, teríamos que esperar vários dias, ou até semanas”, complementa Ahrenholz. Dias que, devido à pressão do prazo, os engenheiros simplesmente não tinham. Especialmente, como a fabricação de peças em fibra de carbono requer complicadas e dispendiosas construções de moldes. Uma vantagem do processo de impressão tridimensional é a manufatura de itens individuais.
Componentes impressos também poupam tempo durante os testes
As possibilidades técnicas limitaram os componentes impressos em 3D usados durante a fase de desenvolvimento do I.D. R Pikes Peak a um comprimento máximo de cerca de 50 centímetros. “Um exemplo do tipo de peças que foram impressas é a cobertura lamelar das caixas de rodas dianteiras”, esclarece Ahrenholz. “Por outro lado, tivemos que fazer a grande asa traseira do I.D. R Pikes Peak para o modelo em escala 1:2 em alumínio. A variedade ia desde um suporte com poucos centímetros de tamanho para um sensor, a canais complexos para levar ar fresco para as baterias e freios”.
Como as impressoras 3D trabalham com polímeros termoplásticos plásticos relativamente macios, os componentes feitos com essa tecnologia não podem suportar grandes solicitações mecânicas.  “No túnel de vento, isso não tem importância maior”, diz Ahrenholz.
Apenas as peças consideradas ideais durante a fase de testes eram, posteriormente, feitas de composto de fibra de carbono ou metal. Eventualmente, os engenheiros também chegaram a usar os produtos feitos por impressão em 3D para poupar tempo até receberem o produto final. “Dessa forma, não tínhamos que suspender os testes só porque uma determinada peça ainda não estava pronta – uma cobertura para o sistema eletrônico de controle de força das baterias, por exemplo”, lembra Ahrenholz.
Carro de competição também usa componentes feitos na impressora 3D
Alguns dos componentes feitos através do processo de impressão 3D acabaram sendo usados no carro de corridas. Eles foram exclusivamente peças de tamanho pequeno, cujo formato seria muito difícil de obter utilizando outros métodos de fabricação, tais como fundição ou laminação, e com dimensões que não exigiam tolerâncias extremamente baixas. O plástico usado no processo de impressão 3D é aquecido, já que precisa tornar-se viscoso para poder ser processado nos injetores da impressora. As peças produzidas dessa forma encolhem ligeiramente ao resfriar, o que significa que suas dimensões finais não podem ser definidas com precisão de 100%, dependendo do processo de impressão.
Por isso, as únicas peças da impressora 3D usadas no I.D. R Pikes Peak em sua tentativa que resultou na quebra de recorde em 24 de junho de 2018 foram componentes auxiliares, como suportes para cabos e interruptores. Mas mesmo elas tiveram seu papel no conceito geral do carro que bateu o recorde.
Volkswagen também utiliza impressoras 3D no Brasil
O que era apenas a ideia de uma peça automotiva, um projeto criado por meio de software e visualizado na tela do computador, se torna palpável em poucas horas, ou mesmo minutos por meio da alta tecnologia das impressoras 3D, utilizada pela Volkswagen do Brasil. Os equipamentos materializam, hoje, os projetos de veículos que estão sendo desenvolvidos pela engenharia para serem lançados no futuro. Alinhada às mais avançadas tendências mundiais de fabricação, a tecnologia de imprimir em 3D também é utilizada pela Volkswagen do Brasil para fazer peças que já estão auxiliando os funcionários no trabalho de produção de automóveis: com a chegada da tecnologia 3D, o processo de fabricação dessas peças teve ganho em produtividade, tempo, qualidade e padronização, otimizando também o uso de material.
Com a missão de “tornar real” os projetos, que ainda só existem no computador, das próximas gerações de veículos da Volkswagen do Brasil, a área de Engenharia de Protótipos tem contado com o auxílio de uma impressora 3D à base de resina líquida e laser. Essa impressora fabrica algumas peças que vão compor os protótipos, os quais precisam representar fielmente o veículo que será lançado no futuro, inclusive funcionando, pois passarão por testes, entre os quais de durabilidade e segurança (crash).
Na impressora 3D também são criados dispositivos, que são peças para auxiliar os colaboradores na hora de montar o protótipo: ao apoiar esses moldes sobre a carroceria, por exemplo, é possível localizar o ponto exato para instalar um pino, um logo etc. O dispositivo também é usado como molde para demarcar a área de corte em peças estampadas, por exemplo, que vão compor a carroceria do protótipo.
A Volkswagen do Brasil também utiliza a tecnologia de impressora 3D para otimizar seu processo produtivo atual. Na Fábrica Piloto Montagem Final, localizada na unidade Anchieta, a impressora 3D produz dispositivos plásticos que vão auxiliar os operadores na produção dos veículos que estão em série atualmente. Também conhecidas como chapelonas, essas peças (antes feitas manualmente) servem como moldes, os quais são apoiados sobre a carroceria para orientar os pontos exatos onde o funcionário deve, por exemplo, colar um logo, fixar o vidro, centralizar o painel de instrumentos, entre outras atividades.

Fonte: Volkswagen do Brasil