Projeto e fabricação de uma manga de eixo intercambiável de Fórmula SAE em alumínio fundido

• Autor(a) principal: Brito, Fernando Stein
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/150617
• topic: Engenharia mecânica; Upright; Casting; Aluminum; Porosity

No ramo automobilístico, busca-se sempre melhorar a relação peso/potência do veículo, diminuindo ao máximo a massa deste, sem comprometer a resistência de seus componentes. No projeto Fórmula SAE da equipe RS Racing UFRGS observou-se um grande potencial de redução de massa no sistema de suspensão, mais especificamente no projeto da manga de eixo. Dessa maneira, o presente trabalho tem por objetivo projetar, fabricar e validar o conceito de uma manga de eixo intercambiável e fundida em alumínio, conferindo menor massa e adequada rigidez ao conjunto, além de praticidade para substituição do atual componente fabricado em aço. Para tanto, foi escolhido o processo por fundição em areia curada frio para confecção das peças, utilizando-se um modelo de fundição único fabricado por manufatura aditiva de plástico PLA. A liga para fundição 354.0-T6 foi escolhida devido à sua alta tensão de escoamento, e tanto a liga quanto o tratamento térmico foram elaborados utilizando-se os laboratórios da universidade. O projeto da peça levou em consideração a situação de maior solicitação como a execução de uma curva com frenagem, e através da literatura estimou-se as cargas aplicadas ao componente. Através da análise de elementos finitos, projetou-se a manga de eixo para resistir aos esforços provenientes da utilização da peça em corridas de alto desempenho. A peça depois de fabricada foi avaliada quanto a sua composição química, microestrutura, dureza, tensão de escoamento e porosidade O resultado para os três primeiros itens foi satisfatório, no entanto, devido à porosidade excessiva do componente, a tensão de escoamento da peça mostrou-se abaixo da mínima esperada. Desse modo, apesar da peça final satisfazer aos requisitos geométricos estabelecidos, apresentando redução de 45% de massa com relação à manga de eixo atual, o componente fundido não foi validado, havendo a necessidade de melhoria no processo de fabricação no que tange a remoção dos gases do metal líquido durante a solidificação.