AHORRO DE GRANDES CANTIDADES DE DINERO EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ CON LA IMPRESIÓN EN 3D

Escrito por: David Hdez
31 enero, 2018

En los primeros días, la impresión 3D se utilizaba casi exclusivamente para crear prototipos automotrices para verificar la forma y el ajuste. Esos prototipos tendían a construirse usando sinterización por láser selectiva o chorro de aglutinante, dando como resultado partes estéticamente agradables, pero bastante débiles. Hoy en día, las tecnologías de impresión 3D más robustas, como la fabricación de filamentos fusionados (FFF), se utilizan cada vez más en la fabricación de automóviles, no solo para prototipos, sino también para herramientas rápidas e incluso para partes de uso final.

Eventuri:
La primera compañía que veremos en este artículo es Eventuri, con sede en el Reino Unido. Eventuri fabrica conductos de entrada de aire de fibra de carbono de alto rendimiento para una gama de modelos de gama alta, incluidas las gamas BMW M-Power y Audi RS.

La geometría compleja de los conductos está diseñada en CAD primero, y luego los flujos de aire a través de esa geometría se simulan en un paquete de dinámica de fluidos computacional. Obviamente, los componentes de plástico reforzado con fibra de carbono son caros de fabricar debido al costoso proceso de fabricación del molde, por lo que no es de extrañar que la compañía haya recurrido a la impresión 3D para probar la forma y el ajuste de estos componentes antes de invertir en los moldes. requerido para la producción final. Para fabricar los prototipos, Eventuri invirtió en una impresora Ultimaker 2 y la impresora Ultimaker 2 Extended +.

Y, por supuesto, la impresión 3D no solo ayuda a crear prototipos robustos para verificar la forma y el ajuste, sino que también permite a la compañía iterar los diseños rápidamente antes de pasar a la producción final.

Eventuri prefiere imprimir sus prototipos con material PLA y, cuando comienza un nuevo proyecto, ejecuta dos impresoras día y noche, lo que permite imprimir entre seis y 10 piezas grandes durante siete días. Eso es prototipado rápido de hecho. Aunque Eventuri actualmente está diseñando para Audi y BMW, tiene los ojos puestos en un premio mucho más alto. En el futuro, espera diseñar entradas de aire para Ferrari, Porsche y otros superdeportivos de gama alta.

Volkswagen Autoeuropa:
La impresión en 3D ha demostrado ser un valioso aliado en el campo de las herramientas rápidas, como lo ha descubierto Volkswagen Autoeuropa en su planta de ensamblaje en Portugal. Cuando un nuevo modelo de un automóvil en particular llega al mercado, los componentes del automóvil cambian con respecto a la versión anterior, al igual que el flujo de trabajo y las herramientas asociadas.

Estas herramientas de ensamblaje tardan mucho tiempo en desarrollarse y fabricarse y también son costosas. Además, los defectos que no se pueden realizar durante el diseño de estas herramientas pueden manifestarse en el piso de la fábrica; ese no es un buen escenario en una planta donde se producen 100.000 automóviles anualmente. Definitivamente, el tiempo es dinero en el mundo de la fabricación automotriz, por lo que la capacidad de producir herramientas de calidad a tiempo y eliminar cualquier error de manera oportuna es primordial.

Antes de que Volkswagen Autoeuropa hubiera invertido en sus impresoras Ultimaker, las plantillas y otras herramientas para la línea de montaje tardarían semanas solo para que una maqueta llegara a la planta. Ahora que toda la fabricación de herramientas se realiza internamente, el tiempo de entrega se reduce a solo días. Y si hay algún problema con la funcionalidad de las herramientas, entonces no hay necesidad de enviarlas de vuelta al proveedor externo y esperar varias semanas para un rediseño. La nueva iteración se puede diseñar y fabricar en días.

Tomemos como ejemplo la imagen de arriba. En este ejemplo, podemos ver el protector de rueda impreso en 3D blanco. Esta herramienta está diseñada para proteger el metal de aleación suave de la rueda del enchufe duro utilizado para sujetar las tuercas de la rueda. Anteriormente, esta plantilla de rueda habría costado en la región de EUR 800 a un proveedor externo y habría tardado 56 días en entregarse (suponiendo que lo hicieran bien la primera vez). Ahora, gracias a las impresoras Ultimaker 3, el costo se reduce a EUR 21 y el tiempo de entrega se reduce a solo 10 días.

Actualmente, el 93 por ciento de las herramientas que se subcontrataron anteriormente para la fabricación se fabrican en la planta Volkswagen Autoeuropa, lo que permite una reducción del 91 por ciento en los costos de desarrollo de herramientas y una reducción del 95 por ciento en los plazos de entrega de herramientas.

¿Qué significan esos porcentajes en términos reales? En 2016, la planta ahorró EUR € 150,000, y se pronostica que esa cifra aumentará a EUR 325,000 para 2017. No es un mal retorno de la inversión al comprar solo siete impresoras 3D.

Otra ventaja de las herramientas de impresión interna es que los ingenieros ya no tienen que lidiar con el departamento de compras, lo que significa menos papeleo y menos dolores de cabeza. Los ingenieros pueden seguir haciendo lo que mejor saben hacer … ¡la ingeniería!

Tucci Hot Rods:
Y así, llegamos al último caso de estudio, y ¿qué mejor manera de terminar nuestra exploración de la impresión 3D de automóviles que con piezas de uso final reales y funcionales?

Tucci Hot Rods, una empresa de personalización con sede en Nueva York ha estado en el negocio desde 1997. Se ocupa de diferentes modificaciones automáticas que van desde cambios de motor a la carrocería (y todo lo demás).

Por definición, la modificación automática personalizada se enfoca en tiradas de producción muy pequeñas, con muchas partes que son totalmente únicas. En el pasado, si un cliente quería accesorios personalizados, o bien tenía que comprarlos a un especialista en piezas personalizadas de terceros, o bien fabricarse de otra manera costosa y que consumía mucho tiempo (como el corte por láser o la fresadora CNC).

Bueno, para ciertas partes de plástico, esos días están ciertamente numerados. Desde la compra de un Ultimaker 2 Extended +, Tucci Hot Rods ha triplicado la velocidad a la que se producen estas piezas, mientras que reduce el costo de fabricación en un enorme 90 por ciento.

Tomemos, por ejemplo, su reciente proyecto Ford Fiesta ST (en la foto a continuación). Antes de que Tucci Hot Rods comprara una impresora 3D, un trabajo personalizado como ese habría tomado entre seis y 12 meses. Ahora que la empresa está diseñando y fabricando internamente y sin tener que depender de los largos plazos de entrega asociados con los proveedores externos, todo el automóvil se terminó en solo dos meses.

La construcción de Ford Fiesta en sí estaba literalmente adornada con partes impresas en la impresora Ultimaker. El tablero de instrumentos presentaba una carcasa de marcación del velocímetro impresa a la medida, y ambas luces traseras y las cajas del clúster del faro principal se imprimieron en 3D. Además, se incorporaron respiraderos impresos en 3D en la campana y en los pasos de rueda.

En términos de costo, Tucci Hot Rods estima que se ahorra un promedio de USD $ 500 por pieza, en comparación con sus métodos de mecanizado tradicionales previos.

El diseñador Don Tucci quedó impresionado por la flexibilidad y el ahorro de tiempo permitido por la impresora 3D, tanto así que dijo que intentará usarlo en todas las versiones futuras.

Ahora ha visto cómo una impresora 3D de escritorio puede tener un gran impacto en el mundo automotriz, desde la fase de prototipo hasta el producto final en sí. No hay duda de que hay cientos de otros ejemplos de cómo los usuarios han estado modificando sus propios paseos con la ayuda de impresoras FFF.

Fuente: Engineering


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