O fabricante de carros de corrida acadêmico se destaca em competições de fórmula estudantil com projetos inspirados pela Siemens PLM Software e sustentabilidade econômica

Qualificação de engenheiros prontos para a corrida

A educação na Universidade Aalen de ciências aplicadas (Aalen UAS) não se limita ao conhecimento teórico. A partir de redes digitais, saúde e e-Mobility para energias renováveis, fotonics ou robótica, o Aalen UAS educa os alunos a se tornarem especialistas altamente qualificados que as empresas locais necessitam.

Para adquirir as habilidades de projeto de alto nível para atender à demanda do mercado de trabalho, os estudantes de engenharia do Aalen UAS também participam da série de corridas de veículos elétricos. Fundada em 2009 como um clube registrado e organização sem fins lucrativos, o E-Motion Rennteam Aalen é um dos mais de 600 equipes universitárias globais competindo em 18 corridas com carros que projetam e constroem a partir do zero.

O estudante de fórmula é a maior competição do mundo para engenheiros. Vencer não é simplesmente julgado terminando primeiro após um número definido de voltas. Além de uma corrida de aceleração e um canto de skid pad, bem como uma corrida de qualificação de cruzamento de automóveis e uma corrida de resistência de 22 km, os engenheiros devem apresentar seu carro e explicar seu processo de desenvolvimento. Um painel de celebridades do setor automotivo e o projeto de juiz de competência profissional e Manu-facturing, o plano de negócios subjacente e a análise de custos.

Desde o início, o E-Motion Rennteam se concentrou em carros de corrida elétrica, apresentando seu primeiro modelo em 2012. Em 2018, o clube também desenvolveu um carro para competir na classe de driverless do estudante de fórmula.

"Em uma organização com vários departamentos de engenharia mecânica e elétrica para finanças e marketing, estudantes de várias faculdades colaboram para alcançar um objetivo comum sob pressão de prazos e recursos limitados", diz Felix Herzog, Diretor de tecnologia (CTO), E-Motion Rennteam Aalen. "Deixando a Universidade, eles estão prontos para os engenheiros de corrida que podem se tornar produtivos em um curto espaço de tempo."

The E-Motion Rennteam Aalen is a group of students at the Aalen University of Applied Sciences who design and build electric race cars to compete in the Formula Student racing series.

Alta flutuação como um desafio de engenharia

O E-Motion Rennteam consiste de 55 membros das faculdades do Aalen UAS. Os estudantes de engenharia entre eles projetam centenas de peças para cada carro.

"O ambiente multi-CAD que usamos até 2014 veio com uma série de desafios", diz Caroln Reichelt, antigo diretor executivo do E-Motion Rennteam (CEO) e Aalen UAS ex-aluno. "Nossos estudantes de engenharia tiveram que se familiarizar com as diferentes interfaces de usuário de vários pacotes de software e padronizar para formatos de arquivo neutros, como etapa significava reduzir o nível de detalhe dos modelos."

Outro desafio foi o alto nível de flutuação. "Muitos alunos só ficam na equipe por um semestre ou dois", diz Herzog. "O que quer que aprendam dentro de uma temporada de corrida, eles compartilham para que seus conhecimentos permaneçam com a equipe e não se percam."

Para oferecer aos alunos os meios para dominar esses desafios, o E-Motion Rennteam padronizado seu software computeraided design (CAD) e o software de gerenciamento de ciclo de vida do produto introduzido (PLM). Para tornar a transição o mais suave possível, uma implantação do novo software foi preparada em uma tese de mestrado.

For all mechanical design work and some verification, E-Motion Rennteam Aalen uses NX software.

NX e Teamcenter para projetos bem-sucedidos

Usando o software NX™ da Siemens PLM Software para CAD, os engenheiros do E-Motion Rennteam criam modelos 3D extremamente complexos de seus veículos. "Desde o início, todos os nossos modelos incluem cada parafuso único, flange ou empate por cabo", diz Herzog. "Sua grande riqueza de detalhes evita surpresas desagradáveis durante a fabricação."

Para produção de peças, a equipe utiliza a infraestrutura da Universidade. Enquanto os patrocinadores fabricam muitas peças usinadas, a equipe produz todo o trabalho de corpo de plástico reforçado com fibra de carbono (CFRP) em sua própria oficina.

"A qualidade superior e a riqueza dos modelos CAD criados usando o NX reduz o tempo e o esforço necessários para atingir um alto nível de manufatura", diz Herzog. "Isso contribui substancialmente para o nosso sucesso em competições de resistência." Eles usam o software Teamcenter®, também da Siemens PLM Software, para gerenciamento de dados de produto e colaboração orientada por fluxo de trabalho. Este sistema de PLM conecta pessoas e processos com uma discussão digital para inovação, eliminando as barreiras tradicionais entre silos funcionais.

"Todos os membros da nossa equipe participam dos processos de desenvolvimento de carros de corrida usando a interface de usuário intuitiva do software", diz Herzog. "Profundamente integrado a todas as soluções da Siemens PLM Software, incluindo o NX, o Teamcenter torna mais fácil gerenciar, documentar e acompanhar todo o processo de desenvolvimento de produtos através de todas as versões, variações e alterações de um desenho."

Para facilitar que todos os membros da equipe usem o Teamcenter, incluindo aqueles com tarefas não técnicas, o E-Motion Rennteam implementou o software com uma estrutura de processo extremamente fina. "Isso possibilita que os alunos tenham pressionado o tempo entre palestras e exames para alcançar o status atual do projeto sem uma reunião", acrescenta Reichelt. "Como isso economiza muito tempo, o Teamcenter é a ferramenta mais central para todos os membros do Rennteam de animação eletrônica."

Design work at the E-Motion Rennteam Aalen involves all engineering disciplines and includes vehicle assembly in a workshop provided by at the Aalen University of Applied Sciences. Photo: P. Kemptner

Previsão de comportamento e custos térmicos

Usar o Teamcenter ajuda os engenheiros do E-Motion Rennteam a evitar erros de repetição. Assim como executar vários tipos de simulação. Para verificar o desenho dos sistemas de refrigeração de seus carros, eles usam o O simcenter Amesim™ software do portfólio da Siemens PLM Software O simcenter para modelagem e análise de sistemas de Mecatrônica.

"O o simcenter Amesim usa equações representando o comportamento hidráulico, pneumático, térmico, elétrico ou mecânico do sistema para descrever modelos", diz Herzog. "Isso nos permite simular o comportamento do sistema de arrefecimento antes de modelar sua geometria em cada detalhe no CAD."

A previsibilidade é importante para a viabilidade comercial de um projeto de carro de corrida. Como o custo é um fator decisivo em qualquer projeto de produto, os eventos de fórmula estudantil incluem uma disciplina de custo e manufatura. Em um evento de análise de custo, as equipes participantes precisam oferecer e defender um relatório de custos escrito cobrindo o tamanho calculista do veículo, seus componentes e as etapas de manufatura necessárias.

O gerenciamento de Rennteam de E-Motion implementa a solução de custo de produto do Teamcenter® da Siemens PLM Software. Este software fornece uma plataforma para a criação e gerenciamento de cálculos e oferece a capacidade de troca de dados entre ERP e soluções de PLM. O custo do produto usa a metodologia de cálculo com base em uma estrutura de produto detalhada e define o uso de materiais, bem como os custos de processo. Ele permite que vários departamentos colaborem usando o Teamcenter.

Incentivada pelo sucesso da implementação do Teamcenter, isso é novamente preparado cientificamente. O estudante de engenharia de negócios Andreas Gayer, que liderou a equipe de relatório de custo do E-Motion Rennteam por dois anos, escreveu uma tese de bacharel preparatória. Ele é responsável pela implantação do software que irá melhorar as chances do E-Motion Rennteam ganhar competições de estudantes de fórmula.

Using Teamcenter, E-Motion Rennteam Aalen members share the knowledge required to build a digital twin of the cars and their components