A equipa Fórmula Student Lisboa do Instituto Superior Técnico apresentou esta sexta-feira, o seu novo veículo elétrico e autónomo que levará às competições Fórmula Student na próxima época, o FST13. Além das capacidades autónomas melhoradas, o projeto conta este ano com o apoio principal da VINCI Energies Portugal, e ainda das suas marcas Actemium, Axians, Omexom e Sotécnica.

A formação deste ano da FST Lisboa é constituída por 50 estudantes, na sua maioria a frequentar os cursos de engenharias Aeroespacial, Mecânica, Eletrotécnica e Informática no Técnico, aos quais se juntam alunos dos cursos de outras áreas como Economia e Gestão Industrial. A equipa foi criada em 2001 por um núcleo de estudantes, com o objetivo de aplicar os conhecimentos teóricos que estavam a aprender nas aulas. Desde cedo, traçaram como objetivo projetar, construir e testar um novo carro do tipo Fórmula, para participar nacional e internacionalmente nas competições Fórmula Student, representando Portugal perante outras universidades e empresas. Hoje são uma equipa de elite, de uma escola portuguesa de excelência, a participar na maior competição mundial universitária de engenharia.

Sobre o novo patrocínio principal do projeto, inserido na maior competição universitária de engenharia do mundo, Pedro Afonso, CEO da VINCI Energies Portugal, comenta:

“Temos acompanhado o percurso, evolução e sucessos que a Fórmula Student do Técnico tem alcançado. Este ano a VINCI Energies Portugal junta-se com muita honra a este projeto. Cativa-nos o talento, a ambição e a tenacidade destes jovens. É o espírito empreendedor, conjugado com a excelência técnica, que faz acontecer o nosso próprio projeto empresarial. É também isso que nos liga à Fórmula Student. Queremos fomentar a ligação empresas-academia e promover a qualidade da engenharia e tecnologia que se faz em Portugal.” E conclui: “acelerar a transição energética e transformação digital das nossas organizações, do nosso país e do mundo, precisa definitivamente deste ADN de superação e conquista. O Técnico – pelo seu legado e continuado investimento – e, em particular, estes estudantes, são motivo de grande orgulho para este apoio.”

Rogério Colaço, presidente do Técnico, afirma:

“A Fórmula Student (FST) foi o primeiro núcleo de estudantes do Técnico que se dedicou integralmente à conceção, desenvolvimento, produção e teste de protótipos. Desde 2001, e após terem apresentado 12 protótipos que participaram em dezenas de competições internacionais de Fórmula Student, foram também responsáveis por inspirarem centenas de outros estudantes de engenharia a desenvolverem projetos dos mais variados tipos (dos aquáticos aos aéreos, de movidos a energia elétrica a hidrogénio). A FST é um exemplo claro da missão e do impacto que o Técnico tem na sociedade: aplicação do elevado conhecimento científico e tecnológico entregue pela escola e utilizado pelos estudantes para resolução de alguns dos desafios mais emergentes. A história da FST simboliza a capacidade e o espírito de todos os estudantes do Técnico, que acreditam na concretização dos seus sonhos enquanto futuros profissionais nas áreas de engenharia, ciência e tecnologia.”

O FST13 e a sua equipa, a FST Lisboa, representarão o IST na Fórmula Student Spain, Circuito da Catalunha, de 1 a 7 de agosto. Seguirão depois para a Alemanha, no Circuito de Hockenheim, dos dias 12 a 18 de agosto, o maior evento mundial desta Fórmula. Terminam depois a época competitiva na Fórmula Student Portugal, entre os dias 3 e 7 de setembro, em Castelo Branco, uma cidade especial para a própria VINCI Energies em Portugal. É exatamente lá que a Axians – marca do grupo para transformação digital – tem, desde 2020, um dos seus principais centros de engenharia.

A competição não é vencida apenas pela equipa com o carro mais rápido, mas sim pela equipa com o melhor pacote geral de construção, desempenho e planeamento financeiro e de vendas. As equipas assumem que são um fabricante a desenvolver um protótipo a ser avaliado para produção.

O 13.º protótipo do projeto atinge uma velocidade máxima de 130 km/h com quatro motores elétricos AC com diferencial eletrónico. Tem ainda a bateria composta por células de LiCoO2 (lítio-cobalto) e capacidade total de 6,33 kWh, protegida por uma caixa feita em materiais compósitos. Nas alterações apresentadas este ano, destacam-se um novo design de toda a bateria, através do upgrade das suas células e um novo design do seu container e a redução de massa significativa vinda da passagem de uma jante de 13 para 10 polegadas. O FST13 engloba também uma pipeline aprimorada em torno do aumento de performance em condução autónoma, para uma vez mais ambicionar estar no topo das tabelas de Fórmula Student mundiais.

Na época anterior, 2023/24, o modelo dos estudantes do Técnico registou os seus melhores resultados de sempre ao conquistar o 1.º lugar na Fórmula Student em Portugal e em Espanha, e em 3.º na Alemanha, na categoria Autónomo.

A Green Future teve a oportunidade de conversar com a Engenius – UA Formula Student, a promissora equipa da Universidade de Aveiro que está a revolucionar o mundo da engenharia automóvel através do desenvolvimento de protótipos de carros de corrida elétricos. 

Venha connosco!

Qual a importância das competições de Formula Student para a equipa e o que esperam alcançar com a participação nas mesmas?

Acima de tudo, queremos aprender! As competições de Formula Student são sítios de uma competição muito saudável, onde existem momentos de partilha: todos sabemos quanto custa quando as coisas, de repente, “dão para o torto”..

Este ano estaremos em duas competições, uma internacional, na Croácia pelo que estamos muito felizes por poder correr pela primeira vez com o nosso protótipo físico o que é um grande marco para equipa; e em Portugal, que estaremos com o nosso protótipo teórico, preparados para receber feedback para o consolidar.

Como é que a experiência de participar na Engenius – UA Formula Student influenciou o desenvolvimento académico e profissional dos membros da equipa?

A Formula Student é a maior competição para estudantes de engenharia do mundo. Como já referimos, o ambiente é altamente estimulante e competitivo e onde se aprende bastante, é um desenvolvimento de competências que o curso simplesmente não tem condições de proporcionar. Além disso, impossível deixar escapar, toda a evolução a nível pessoal, trabalho em equipa, entre outras…

Quais são os objetivos futuros da Engenius – UA Formula Student e como pretendem desenvolver o vosso projeto nos próximos anos?

Entrar no caminho da sustentabilidade e da consciência ambiental, introduzindo o primeiro carro elétrico de Formula Student da Universidade de Aveiro, representa um marco importante que pretendemos alcançar no próxima ano! Aderir a uma vertente diferente da competição, utilizando novas tecnologias, é um passo inovador, visto que, até à data, apenas foram desenvolvidos protótipos com unidade motriz elétrica na categoria de Classe 2 (Projeto). Queremos ainda transformar-nos numa equipa que, consistentemente, desenvolve protótipos que possam competir em Classe 1 (Protótipo físico) de alta qualidade, aprendendo com os erros do passado e superando-os.

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A Green Future teve a oportunidade de conversar com a Engenius – UA Formula Student, a promissora equipa da Universidade de Aveiro que está a revolucionar o mundo da engenharia automóvel através do desenvolvimento de protótipos de carros de corrida elétricos.

Venha connosco!

Qual é a visão e a missão da Engenius – UA Formula Student e como é que estas orientam o vosso trabalho diário?

Comprometidos com a promoção da inovação contínua no que toca a soluções de engenharia e de design, na Engenius pretendemos proporcionar a todos os seus membros um ambiente desafiador e competitivo, propício a que haja uma colaboração interdisciplinar como também aprendizagem mútua.

Além disso, com o objetivo de projetar e construir um veículo que não apenas atenda, mas supere os objetos, procuramos em todos os momentos integrar princípios de sustentabilidade, como a redução de desperdícios e a implementação de soluções mais ecológicas.

Podem falar-nos um sobre a estrutura da equipa e como cada um dos 9 departamentos contribui para o desenvolvimento do vosso carro?

Ao discutir o papel de cada um dos nossos departamentos, é importante destacarmos que todos desempenham um papel crucial no nosso projeto, funcionando como peças de um quebra-cabeças complexo que, quando bem integradas, resultam num carro que além de inovador e eficiente, é seguro.

Relativamente à estrutura da equipa temos uma coordenação integrada por 4 pessoas: um Team Leader, um Project Leader, um Project Manager e um Responsável Financeiro.

Sabendo isto os nossos departamentos podem dividir-se em dois tipos, técnicos e não técnicos.

Sobre os departamentos técnicos, estes são 5, orientados pelo Project Leader, responsável pela coordenação e integração do desenvolvimento:

Chassis & Aerodinâmica: Responsável pelo dimensionamento e design estrutural do chassis, garantindo os requisitos necessários para o acoplamento dos componentes provenientes dos restantes departamentos e assegurar a segurança do condutor, de acordo com as limitações impostas pelo regulamento da competição. Também é responsável pelo desenvolvimento das carenagens e pack aerodinâmico, para otimizar a performance em pista.

Dinâmica & Suspensão: Responsável pelo estudo dinâmico e cinemático do protótipo, relativamente ao seu comportamento nas diferentes fases em pista. Tem um papel crucial na garantia da performance do veículo. Também tem o encargo de dimensionar os componentes integrantes do setup de suspensão, travagem e direção, visando garantir a sua integridade estrutural.

Powertrain: Responsável por projetar e desenvolver todos os componentes integrantes do sistema motriz, incluindo motor, pack de baterias e acumulador, em conjunto com o departamento de eletrónica, e o sistema de transmissão de potência e arrefecimento.

Eletrónica: Responsável pelo dimensionamento dos sistemas de segurança integrantes do protótipo, assim como colaborar com powertrain no projeto do sistema motriz. São responsáveis pelo desenvolvimento dos sistemas de alta tensão, gestão de bateria, algo crucial nas provas dinâmicas, e telemetria.

Fabrico: Responsável pela integração física dos componentes no protótipo. Também tem a função de confirmar a exequibilidade do fabrico dos componentes projetados.

Comunicação e Imagem: Elaborar e implementar estratégias de comunicação para promover a equipa. Desenvolver e manter a identidade visual da equipa, garantindo consistência em todos os materiais de comunicação e promocionais. Gerir as redes sociais da equipa e criar documentos oficiais, gráficos, vídeos e fotos para uso em várias plataformas de comunicação.

Business: É responsável por angariar patrocinadores, gerir parcerias e dar o suporte logístico à gestão da equipa.

Quais são os principais desafios com que se depararam até agora no desenvolvimento do vosso primeiro carro e como os estão a ultrapassar?

Desnecessário será dizer que só por si, o nosso projeto tem muitos desafios, seja no começar a pensar no que fazer e como fazer, ou seja, uma vertente mais teórica, seja para ‘colocar as mãos na máxima’, e colocarmos em prática aquilo projetado anteriormente.

Integrar várias áreas, como Chassi, Powertrain, a Eletrónica e a Suspensão, num veículo coeso e funcional é um desafio essencial. Cumprir todas as regulamentações de segurança e equidade na competição é imprescindível, assim como recrutar e formar novos membros todos os semestres. Ao realizar testes de validação, é crucial identificar problemas, compreender as causas e implementar melhorias.

A inovação deve ser perseguida sem comprometer a confiabilidade e a funcionalidade do carro, enquanto as limitações orçamentais exigem soluções de design e fabrico criativas e eficientes.

Como é que os patrocinadores têm contribuído para o projeto e como é que cultivam estas parcerias?

Os patrocinadores têm desempenhado um papel fundamental no sucesso do nosso projeto. Através das contribuições e recursos, têm nos permitido avançar em diversas frentes, seja na aquisição de materiais essenciais, na implementação de novas tecnologias, ou no apoio a atividades que enriquecem a experiência dos nossos membros. Além do apoio financeiro, muitos patrocinadores também oferecem mentorias e workshops, ampliando o impacto positivo no desenvolvimento profissional e pessoal dos nossos membros.

Cultivar estas parcerias é um processo contínuo e estratégico. Mantemos uma comunicação constante e transparente com nossos patrocinadores, atualizando-os sobre o progresso do projeto e demonstrando os resultados tangíveis das suas contribuições.

Não poderíamos deixar de expressar a nossa gratidão a todos os nossos membros, que são os verdadeiros pilares deste projeto. O entusiasmo, dedicação e trabalho árduo de cada um são o que torna tudo isto possível. Aos nossos patrocinadores, o nosso sincero agradecimento pela confiança e generosidade. Também estendemos a nossa gratidão ao Departamento de Engenharia Mecânica e à Universidade de Aveiro pelo suporte contínuo e incentivo. Juntos, continuaremos a alcançar grandes conquistas!

Em termos de inovação e sustentabilidade, quais são as principais características do vosso carro que o diferenciam de outros projetos semelhantes na Formula Student?

O maior ponto de destaque do nosso protótipo relativamente aos demais veículos elétricos de Formula Student, é o uso de cortiça para revestimento do nosso acumulador, sendo a primeira equipa a utilizar este material. A cortiça, extraída de forma sustentável, cumpre todos os requisitos de isolamento necessários para o revestimento do acumulador. Para além disso, é biodegradável e reciclável, reduzindo a nossa pegada ecológica. Esta abordagem pioneira reforça o nosso compromisso com a sustentabilidade no âmbito das competições de Formula Student.

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Leia o restante desta entrevista na segunda parte!

No ambiente académico da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), um grupo de estudantes juntou-se a 1 de julho de 2021 para concretizar um sonho comum: criar a equipa Formula Student FEUP. Este grupo determinado, composto por jovens engenheiros e entusiastas do automobilismo, tem desde então trabalhado incansavelmente para competir na Formula Student, um dos mais prestigiados eventos de design e construção de carros de corrida do mundo.

A Formula Student é uma competição internacional que desafia os estudantes de engenharia a conceber, construir e competir com automóveis numa série de eventos. Mais do que uma simples corrida de alta velocidade, esta competição exige que os participantes demonstrem as suas capacidades de engenharia, gestão de projetos e trabalho em equipa.

A equipa Formula Student FEUP rapidamente se destacou como um exemplo brilhante da dedicação dos estudantes da FEUP à inovação e à excelência. Desde a sua fundação, a equipa tem trabalhado incansavelmente na conceção e construção do seu carro de corrida, procurando constantemente melhorar as suas competências técnicas e desenvolver parcerias eficazes.

Uma das características distintivas da Formula Student FEUP é a colaboração interdisciplinar. Os membros da equipa provêm de diversas áreas de estudo, incluindo engenharia mecânica, eletrónica, informática e outras. Esta diversidade de conhecimentos é um ponto forte, uma vez que permite à equipa abordar problemas complexos de design e engenharia a partir de diferentes perspectivas, resultando em soluções inovadoras.

Acresce que a equipa de Fórmula Student FEUP valoriza a sustentabilidade e a eficiência energética nos seus projetos. Com a crescente consciência ambiental e a procura de veículos mais sustentáveis, a equipa esforçou-se por incorporar estes princípios no seu carro de corrida, visando não só o desempenho, mas também a responsabilidade ambiental.

O percurso da equipa Formula Student FEUP não se limita apenas à construção do carro. Têm igualmente o dever de apresentar e defender o seu projeto perante um júri de especialistas, demonstrando não só a sua excelência técnica, mas também as suas capacidades de comunicação e de trabalho em equipa.

À medida que a equipa Formula Student FEUP avança na sua jornada, continua a atrair patrocínios e apoios da comunidade académica e empresarial. Estas parcerias são cruciais para financiar o projeto e dar aos estudantes acesso a recursos e conhecimentos adicionais.

Definitivamente, a equipa Formula Student FEUP é um exemplo inspirador da paixão, dedicação e competências dos estudantes da FEUP. Os alunos não se limitam a participar em corridas, também estão a abrir caminho para o futuro da engenharia automóvel, demonstrando que o potencial humano e a inovação não têm limites. A Formula Student FEUP é a prova viva de que a aprendizagem não se limita à sala de aula, mas também tem lugar nas pistas de corrida e nas oficinas de engenharia, onde os sonhos se tornam realidade.

No último ano letivo, a equipa da Formula Student FEUP concentrou os seus esforços no processo de conceção do automóvel. Apenas recentemente se debruçou sobre o fabrico e aquisição dos componentes necessários. O primeiro ano de existência da equipa foi marcado por duas competições realizadas em julho de 2022, uma em Silverstone, no Reino Unido, onde conquistaram o primeiro lugar na classe concept, e outra no Autódromo Riccardo Paletti, em Itália, onde também obtiveram uma excelente classificação.

A participação nestas competições proporcionou uma experiência enriquecedora para os membros da equipa, tanto a nível pessoal como académico. Os jovens tiveram a oportunidade de interagir com estudantes de toda a Europa, partilhando conhecimentos práticos e culturais. Além disso, recolheram valiosos comentários de especialistas no mundo da Fórmula Student, que contribuíram para otimizar o design do carro.

Cada departamento da equipa desempenha um papel fundamental no desenvolvimento do veículo. O departamento de Chassis e Aerodinâmica é responsável pela conceção da estrutura do carro, enquanto o departamento de Eletrónica e Software se ocupa da bateria e do sistema eletrónico. O departamento Powertrain concentra-se no acumulador e no sistema de transmissão do automóvel e por fim o departamento Suspension desenvolve as soluções para garantir um amortecimento estável e uma suspensão eficiente.

Esta abordagem multidisciplinar permite que a equipa trabalhe de forma colaborativa e eficiente, visando assegurar um veículo competitivo à altura das suas prestações.

Em julho de 2021 começou a história da FSFEUP (Formula Student FEUP). Um projeto que nasceu da vontade e empenho de um grupo de estudantes da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) e que rapidamente se tornou uma realidade palpável. Uma equipa que tem como principal objetivo competir na modalidade elétrica da Formula Student, projetando e fabricando o seu próprio carro.

Hoje em dia, os membros da estrutura desta iniciativa reúnem cerca de 40 alunos de diferentes cursos da FEUP, divididos por departamentos especializados como Powertrain, Eletrónica & Software, Suspensão, Chassis & Aerodinâmica, Patrocinadores, Logística e Marketing. Sob a liderança do Team Leader Afonso Costa e do Chief Engineer Renato Ferreira, empenham-se em garantir a continuidade do projeto e o sucesso do fabrico do carro previsto para este ano de 2023.

Em paralelo à competição em si, a Formula Student oferece aos estudantes de engenharia uma oportunidade única de aprender e aplicar conceitos adquiridos durante as aulas. Os membros da equipa têm a liberdade criativa para desenvolver as suas competências técnicas e sociais, trabalhando num ambiente diversificado e colaborativo. A Formula Student FEUP não se limita a construir um carro, mas também cria laços de amizade e memórias duradouras.

Depois de muitos meses a desenvolver o software do sistema autónomo e de o testar tanto em simulação como com dados gravados dos sensores, estávamos ansiosos por ver o seu comportamento no carro. Queríamos ver o nosso software em ação! Contudo, antes de qualquer tipo de teste dinâmico, o FST 10d passou por uma extensa fase de testes em cavaletes. 

Naturalmente, um conjunto de várias variáveis influenciou o início deste processo: o desenvolvimento da electrónica do carro, a manutenção do sistema de propulsão e a integração mecânica do atuador de direcção. Este último foi o maior desafio.

Contudo, antes sequer de termos o atuador da direção concluído, pudemos começar a testar parte do nosso software no carro, tentando controlar o sistema de propulsão. Com o computador do carro a correr uma simulação, pudemos ver ambas as rodas traseiras a responder aos comandos do software e validar o seu comportamento face à simulação.

Tendo finalmente adquirido o atuador da direcção – atrasado devido à pandemia – surgiu então o desafio de o integrar no veículo. Do lado de hardware, alguns aspetos de design e planeamento da integração mecânica tiveram de ser revistos; do lado de software, era necessário conseguir estabelecer a comunicação entre o nosso software e o atuador, bem como explorar a forma mais adequada de o controlar.

Após recolhermos algumas ideias, conseguimos fazer alguns avanços e iniciámos os testes em bancada do atuador da direcção. Com a unidade fora do carro, conseguimos controlá-la via CAN, e pouco tempo depois, utilizamos o mesmo procedimento de testes como para o sistema de propulsão: executar uma simulação e validar as respostas do atuador da direção.

Com estes testes individuais concluídos e tendo finalmente integrado o atuador de direcção no carro, os testes finais aproximavam-se: controlar tanto o sistema de propulsão como a direcção simultaneamente através do nosso software autónomo.

Após meses de preparação, estávamos prontos. Seguindo o mesmo procedimento, o software autónomo processou os inputs de uma simulação e computou os outputs da direcção e do acelerador, que estavam então a ser retransmitidos para o atuador da direcção e para o sistema de propulsão, resultando em ambos os sistemas responderem simultaneamente.

Este tipo de testes permitiu-nos validar uma grande parte do nosso software autónomo. Serviu para mostrar que estávamos num bom caminho e que em breve os testes dinâmicos poderiam começar.

Contudo, ainda faltava um terceiro sistema – o sistema de travagem de emergência (EBS). Este sistema foi concebido e desenvolvido com a ajuda do nosso departamento de Chassis e, logo que ficou pronto, começaram os testes de bancada deste sistema. Sendo um sistema pneumático, era necessário um fornecimento de ar pressurizado. No início, utilizámos uma linha de ar comprimido disponível na nossa oficina para testar o sistema, mas esta foi rapidamente substituída por uma pequena botija de ar pressurizado, que seria posteriormente utilizada no carro. Ao longo dos testes, foram feitas algumas iterações e modificações ao sistema, bem como à sua posição no carro. Tendo sido inicialmente pensado ser instalado no lado esquerdo do veículo, foi posteriormente deslocado para o lado direito, onde havia mais espaço disponível para a tubagem e válvulas necessárias. Uma vez que este sistema estava completamente operacional e extensivamente testado, era altura de retirar o carro da oficina, e iniciar a época de testes dinâmicos.

O FST 10d é uma adaptação do último protótipo da equipa, o FST 09e, para um veículo autónomo. Isto significa que vários componentes tiveram de ser integrados no design original, o que apresentou muitas dificuldades, uma vez que a implementação destes componentes não foi considerada aquando do design do FST 09e. 

Os objectivos do primeiro veículo driverless da equipa centraram-se na fiabilidade, acessibilidade e facilidade de manufatura, e a integração destes sistemas foi directamente influenciada por estes mesmos objectivos.

O núcleo do sistema autónomo é a unidade de processamento que controla o automóvel. É um componente grande e pesado e o seu posicionamento pode alterar o equilíbrio do peso do veículo de forma bastante dramática. A sua integração exigiu alguma consideração em relação ao sistema de arrefecimento, uma vez que a unidade utilizada depende de um conjunto de alhetas dispostas de modo a arrefecer passivamente os componentes do PC.  A localização dos sensores foi também um factor, uma vez que cabos mais longos podem criar perda de sinal ou captar mais ruído a partir do chassis já repleto de electrónica. Foram considerados vários locais para o PC e foi definido um compromisso entre acessibilidade, desempenho de arrefecimento e equilíbrio do veículo, o que resultou na instalação da unidade de processamento nos sidepods. Esta mostrou-se ser uma boa solução que garante  uma boa estanquicidade à água e também minimiza o deslocamento do centro de gravidade. Para fixar o PC ao monocoque, foi concebido um conjunto de dois suportes, com optimização de topologia a fim de minimizar o peso quando aliado a uma liga de alumínio de grau aeroespacial. Estas peças foram fabricadas utilizando o corte por jacto de água, uma técnica muito comum e acessível. 

A comunicação de emergência com o sistema autónomo é feita através do RES (Remote Emergency System). Neste sistema, a informação enviada pela equipa é recebida pela antena que posteriormente ativa o sistema de emergência. A colocação desta antena teve de ser feita de modo maximizar a recepção de sinal, pelo que foi escolhido um ponto alto no Main Hoop, oferecendo tanto alcance como protecção para o equipamento. Uma vez que a antena não é um componente pesado, foi concebido um suporte simples em PETG.

Uma integração cuidadosa dos sensores é uma parte importante do sucesso de um veículo autónomo, pois é muito importante correlacionar correctamente a posição no mundo real dos sensores e as coordenadas destes sensores nos homólogos do sistema autónomo. Isto é especialmente relevante em sistemas de visão computacional, como o LiDAR e a câmara. O principal objectivo na integração destes últimos foi encontrar a localização correcta no veículo onde estes poderiam ser montados para maximizar o seu desempenho. 

A câmara principal foi montada no Main Hoop, uma vez que esta estrutura é rígida e pode ser utilizada para fixar com segurança a câmara à altura de visão. Este acessório foi concebido utilizando os benefícios da impressão 3D e da tecnologia SLS. Para minimizar o peso e o arrasto aerodinâmico, este sistema de montagem foi criado utilizando flaps neutros e um perfil alar com arqueamento neutro. Para criar um acessório rígido e resistente, foi utilizado PA 12 (poliamida) para a sinterização, uma vez que este método permite imprimir formas e estruturas ainda mais complexas sem limites geométricos. 

Para o LiDAR, as considerações foram semelhantes, e a localização ideal encontrada foi na parte da frente do carro, abaixo do nariz. Isto garante que existem poucas ou nenhumas obstruções entre o sensor e os cones que se pretendem detectar. Este sensor é “protegido” pela asa dianteira do carro com um suporte feito com PETG, que impede qualquer cone ou outro objecto de colidir com o LiDAR. Mais uma vez, o corte por jacto de água foi utilizado para fabricar o sistema de fixação, utilizando a optimização de topologia para criar uma estrutura segura e leve.

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O FST10d é o primeiro veículo autónomo produzido pela FST Lisboa, o que faz do seu EBS o primeiro sistema de travagem de emergência na história da equipa. O desafio de conseguir produzir um design a partir do zero que assegurasse o desempenho de um dispositivo de segurança tão importante mostrou-se ser muito gratificante. 

Não tínhamos qualquer experiência na matéria, pelo que o conhecimento do que estava a ser feito na indústria, bem como a experiência de outras equipas de FS foi muito importante.

O EBS (Emergency Brake System) do FST10d consiste num circuito pneumático, acoplado a um mecanismo mecânico de alavanca, que quando accionado quer pela abertura do Shutdown Circuit, quer por uma válvula pneumática manual, acciona as linhas de travagem hidráulica do carro com pressão suficiente para o parar. A equipa concebeu e fabricou uma “jaula” mecânica, que fornece apoio aos actuadores e transmite as forças do sistema pneumático para o sistema hidráulico. Existe uma mola de gás montada na “jaula” que assegura a redundância do sistema.

O processo de fabrico das peças deste sistema foi planeado para ser fácil e rápido, com o objetivo de maximizar o período de testes e proporcionar tempo para ajustes ou re-manufatura de peças de substituição. Isto significou utilizar materiais com uma vasta oferta no mercado e fáceis de maquinar, que assegurariam a robustez mecânica e a fiabilidade de que um EBS necessita para funcionar em conformidade. 

Os principais materiais utilizados foram o alumínio e o aço. O alumínio foi utilizado para quase todos os componentes devido às suas boas propriedades mecânicas e baixa densidade. Foi utilizado para fabricar as alavancas, paredes laterais da jaula e alguns veios. O aço foi utilizado nos componentes sujeitos a maiores esforços mecânicos como os veios de apoio dos cilindros mestre para evitar desequilíbrios de tensão. 

Os dois materiais foram escolhidos devido à sua fácil maquinabilidade utilizando vários processos, permitindo a obtenção de uma grande variedade de formas. Isto permitiu obter peças optimizadas, com menos peso e melhor acessibilidade a cada parte do sistema, importante no processo de manutenção. Os processos de fabrico seleccionados foram corte a laser e jacto de água para as paredes laterais da gaiola, alavancas e suportes  de aço; fresagem para os suportes e ajustes das alavancas; torno para veios e pinos e quinagem para os suportes de aço. 

Graças aos nossos patrocinadores, o corte a laser e o jacto de água foram feitos rapidamente e com excelente acabamento superficial, os restantes foram feitos pela própria equipa, o que levou a uma maior preparação com peças sobressalentes para testes intensivos.

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É fácil compreender que o sistema de direção autónomo, é crucial para um veículo sem condutor. A manufatura e montagem do Atuador de Direcção (STA) recentemente concebido provou ser um novo desafio para a equipa. 

O processo de manufatura começou com a adaptação do sistema de direção anterior. A grande maioria das alterações efectuadas foram no compartimento da direcção, local onde o pinhão e a cremalheira engrenam, que teve de ser maquinada para permitir a instalação de novos componentes e a montagem do suporte do motor.

Havia também a necessidade de maquinar o suporte do motor, o hugger e dois apoios, que constituíram 90% do processo de manufatura. A escolha do material para estes componentes foi o alumínio, devido ao seu peso reduzido, tendo também resistência suficiente para suportar as tensões associadas a esta aplicação. Todos estes componentes foram maquinados pelos nossos patrocinadores, uma vez que era necessária uma grande precisão com o objetivo de evitar problemas de toleranciamento e garantir o encaixe correto dos componentes.

Com tudo isto completo, o passo seguinte foi obter as polias, os anéis de fixação (para as polias), a correia e, o mais importante, o motor. Estes componentes permitem que a coluna da direção rode sozinha. O motor cria o movimento que é desmultiplicado através da caixa de velocidades e as roldanas transmitem-no à coluna da direção permitindo que as rodas girem como se fosse um piloto a girar o volante. 

Assim que o processo de montagem começou, enfrentámos um grande obstáculo. O desenho da caixa de velocidades mudou no final da fase de design comprometendo a solução de fixação inicial. Embora fosse possível fixá-la ao motor utilizando a placa de interface de origem, não foi possível encaixar o modelo do cockpit exigido pelas competições. Isto significou que tivemos de fazer o design de um novo sistema de fixação conforme as regras, resultando numa nova interface que é 25% mais fina, com parafusos mais pequenos (M6 em vez de M8) e com os furos dos parafusos rodados a 45º. Com estas alterações, resolvemos todos os problemas.

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No final do processo de montagem deparámo-nos com outro problema. No entanto, este era esperado. O facto do sistema de direção original não autónomo ser muito compacto, em conjunto com o pouco espaço disponível no monocoque, tornou-se extremamente difícil a montagem de alguns componentes, o que é evidente nos furos dos parafusos no compartimento da direcção, que liga ao suporte do motor.

Em suma, esta foi uma tarefa surpreendentemente desafiante, o que era esperado, principalmente porque foi o primeiro ano de manufatura de um veículo autónomo.