Ahorrando un dineral en la Industria Automovilística con la Impresión 3D

Al principio, la impresión 3D era usada casi exclusivamente para crear prototipos de automóviles para probar que los diseños se ajustasen en forma y tamaño. Esos prototipos se solían construir usando “sinterizado por láser” (SLS) o “Binder Jetting“ con un resultado estético pero con piezas bastante débiles. Hoy en día, se ha incrementado el uso de otro tipo de tecnologías de impresión 3D como la “extrusión de hilo” (FFF) en la industria automovilística no solo para prototipado sino también para creación de utillajes e incluso piezas de uso final.

Eventuri

La primera compañía de la que vamos a hablar en este artículo es la inglesa Eventuri. Eventuri fabrica conductos de entrada de aire en fibra de carbono para vehículos de alta gama, incluyendo los modelos BMW M-POWER y AUDI RS.

La compleja geometría de los conductos se diseña primero en CAD y luego se simulan las corrientes de aire que atraviesan esa geometría mediante un software de dinámica de fluidos. Obviamente, los componentes plásticos reforzados con fibra de carbono son caros de fabricar debido al coste del proceso de elaboración de moldes, es quizás por eso que la compañía se haya decantado por la impresión 3D para testear prototipos de estos componentes antes de invertir en los moldes requeridos para la producción. Para producir lo prototipos, Eventuri ha invertido en 2 modelos de impresoras.

Y por supuesto, la impresión 3D no sólo contribuye a crear prototipos robustos para comprobar su forma y desempeño, sino que permite a la compañía realizar iteraciones en el diseño de manera ágil antes de la producción final.

Eventuri prefiere imprimir sus prototipos con PLA y, cuando comienzan un proyecto, dejan trabajando dos impresoras día y noche, obteniendo entre 6 y 10 piezas grandes en una semana. Eso sin duda es una forma rápida de conseguir los prototipos. Aunque ahora mismo Eventuri está diseñando para BMW y AUDI, tiene la mira en un premio mayor. En el futuro, pretende diseñar tomas de aire para Ferrari, Porsche y otras marcas de alta gama.

Volkswagen Autoeuropa

La impresión 3D ha quedado patente como una valiosa aliada para la creación de utillajes, como ha descubierto Volkswagen Autoeuropa en su planta de montaje de Portugal. Cuando un nuevo modelo de un coche concreto se lanza al Mercado, los componentes cambian desde su versión anterior, al igual que el flujo de trabajo y las herramientas asociadas.

Estas herramientas de ensamblaje son caras y conllevan mucho tiempo de desarrollo y fabricación. Además, los defectos que se pueden pasar por alto durante el diseño de estos utensilios pueden aparecer en la propia fábrica- la cual no es un buen escenario si se producen 100.000 coches al año. El tiempo es oro en la industria automovilística, así que es primordial la habilidad para producir herramientas de calidad a tiempo y rectificar los defectos de manera rápida.

Antes de que Volkswagen Autoeuropa invirtiera en sus impresoras, los utillajes y fijaciones para la línea de ensamblaje tardaban semanas desde que se diseñaban hasta su instalación en la fábrica. Ahora que toda la fabricación de las piezas se hace en la propia compañía, pueden estar listos en apenas unos días. Y si existe algún problema con la funcionalidad de las mismas, no es necesario mandarlas de vuelta al proveedor y esperar semanas para un rediseño. El reemplazo puede ser diseñado y fabricado en cuestión de días.

Si tomamos como ejemplo la imagen, vemos el protector blanco de la rueda impreso en 3D. Este dispositivo está diseñado para proteger la delicada aleación de metal de la rueda del destornillador eléctrico que sirve para apretar las tuercas. Previamente este dispositivo habría costado 800€ proveniente de un proveedor externo y habría tardado 56 días en ser entregarlo (dando por hecho que lo hicieran bien a la primera). Ahora, gracias a las impresoras, el coste se reduce a 21€ y el tiempo a solo 10 días.

Hoy en día, prácticamente el 93% de las piezas que eran fabricadas de manera externa se producen dentro de la planta de Volkswagen Autoeuropa, haciendo posible una reducción del 91% en cuanto a coste de producción de las herramientas y de un 95% con respecto al tiempo de entrega. ¿Qué significan esos porcentajes en términos reales? En 2016 la planta ahorró 150.000€ y se pronostica que esta cifra aumente a 325.000€ en 2017. No es un mal retorno de la inversión comprando tan solo siete impresoras 3D.

Otra ventaja de las herramientas de impresión internas es que los ingenieros no tienen que pelearse más con el departamento de compras, lo que significa menos papeleo y dolores de Cabeza.

Tucci Hot Rods

Y con esto llegamos al último caso de éxito – ¿y qué mejor manera que terminar nuestra exploración de la impresión 3D automovilística que con piezas finales reales y funcionales?

Tucci Hot Rods, una compañía Neoyorquina de personalización de coches en activo desde 1997, ofrece una amplia gama de modificaciones desde cambios de motor a carrocería (y todo lo imaginable entre medias).

Por definición, las modificaciones automovilísticas a medida se centran en una producción muy pequeña puesto que muchas piezas son únicas. Anteriormente, si un cliente quería accesorios personalizados necesitaban ser comprados a terceros vendedores especializados en ello, o fabricados de alguna otra manera con un alto coste y tiempo (como el corte por láser o las fresadoras CNC).

De hecho, algunas piezas de plástico tienen los días contados. Desde que compraron su impresora, Tucci Hot Rods ha triplicado la velocidad a la cual se fabrican esas piezas mientras se ha reducido el coste de fabricación en un 90%.

Como ejemplo tomamos su reciente proyecto con el Ford Fiesta ST (foto abajo). Antes de que Tucci Hot Rods comprara la impresora 3D, un trabajo a medida como ese habría tardado entre 6 y 12 meses. Ahora que la compañía diseña y fabrica en sus propias instalaciones sin tener que depender del tiempo de gestión por parte de terceros, el coche entero está terminado en sólo dos meses.

El panel de mandos tenía un bastidor para el velocímetro personalizado que fue impreso, al igual que las cajas de los faros tanto frontal como trasero. Además, había conductos impresos en 3D incorporados en el capó y guardabarros.

Si hablamos de costes, Tucci Hot Rods estima que se ahorra una media de 500$ por pieza en comparación con los métodos tradicionales anteriores.

El diseñador Don Tucci estaba impresionado por la flexibilidad y el ahorro de tiempo que proporciona la impresión 3D, por lo que intentará usarla en todos sus futuros proyectos.

Ahora ya has visto como una impresora 3D puede generar tanto impacto en la industria automovilística, desde la fase de prototipos hasta el producto final. Sin duda hay otros cientos de ejemplos de cómo usuarios le han dado la vuelta a la tortilla gracias a la ayuda de las impresoras FFF.