Los 5 beneficios de la fabricación aditiva para la industria de la automoción/deportes de motor
1. Prototipado más rápido
Construir prototipos con las mismas propiedades que su contraparte final es esencial al fabricar componentes de coches de carreras. Esto reduce tanto los tiempos como los costes de producción, haciendo de la impresión 3D la solución ideal para lograr este objetivo. Gracias a su rentabilidad, la fabricación aditiva es una forma fiable de validar piezas antes de que entren en producción en masa. Garantiza que cada componente cumpla con todos los requisitos de seguridad, respetando al mismo tiempo las limitaciones presupuestarias.
Las estrictas regulaciones para los equipos de Fórmula 1 siguen siendo establecidas por la FIA (Federación Internacional del Automóvil), el organismo rector del automovilismo. Como resultado, los ingenieros tienen que diseñar y crear rápidamente nuevos coches cada año para seguir siendo competitivos. Para asegurar su éxito, es esencial que los equipos pongan estos prototipos en producción lo antes posible después de haber sido diseñados.
Con la impresión 3D, los ingenieros pueden fabricar piezas rápidamente sin el tedioso proceso de diseñar y crear primero un modelo y un molde. La tecnología funciona con archivos CAD digitales que se transmiten a producción instantáneamente en comparación con los métodos de fabricación tradicionales. Por lo tanto, no es de extrañar que esta forma de fabricación esté ganando impulso a medida que las empresas buscan formas más eficientes de producir componentes.
Por ejemplo, el equipo base de Williams F1 ha podido enviar más de 2.000 piezas impresas en 3D cada mes gracias al uso de este proceso. Esta cifra habría sido imposible de alcanzar si estas piezas se hubieran producido utilizando métodos de fabricación tradicionales.
2. Mayor flexibilidad de diseño
La impresión 3D permite realizar modificaciones rentables en los componentes, ahorrando tiempo y dinero a los diseñadores. Con capacidades de ajuste rápido y una impresión veloz, los ingenieros pueden detectar errores más rápido y modificar diseños en menos tiempo.
Lograr una aerodinámica óptima es primordial en el diseño de un coche de carreras, lo que requiere una carrocería elegante. Esto plantea un problema a la hora de empaquetar los componentes del vehículo que permitan un acceso conveniente durante las paradas en boxes debido al espacio limitado en el interior. Por eso, cumplir el desafío del ‘empaquetado’ es particularmente importante para un buen rendimiento en carrera.
Al aprovechar el poder de la impresión 3D, los ingenieros disfrutan de un grado de libertad sin precedentes para experimentar con innumerables prototipos y crear los componentes ideales para cualquier proyecto.
3. Mejora de las pruebas en túnel de viento
La tecnología de impresión 3D de vanguardia se ha convertido en una herramienta indispensable para crear componentes duraderos y precisos que las pruebas en túnel de viento pueden utilizar para evaluar las capacidades aerodinámicas de los coches de carreras. El automovilismo consiste en aprovechar las fuerzas que actúan sobre un vehículo y sacarles partido para ganar velocidad, lo que conduce al éxito. La aerodinámica es esencial: el uso de herramientas avanzadas como la impresión 3D y las pruebas en túnel de viento facilita mucho esta tarea.
Los equipos de Fórmula 1 a menudo solo tienen la oportunidad de probar sus coches unas pocas veces al año. El uso de modelos en túnel de viento es, por lo tanto, una forma económica y rápida de evaluar los componentes de un coche. Estas pruebas implican colocar un modelo de vehículo al 60% del tamaño original en una cinta transportadora que reproduce las condiciones similares (alta velocidad, presión atmosférica, etc.) a las que se somete durante las carreras reales, realizando los ajustes necesarios sobre la marcha.
Por el momento, la impresión 3D se utiliza principalmente para fabricar los componentes que se probarán en una réplica de coche de carreras. En comparación con el mecanizado y el modelado, la fabricación aditiva para el sector de la automoción ofrece una forma más rápida y rentable de producir modelos para pruebas en túnel de viento. Además, si se requieren modificaciones en cualquier etapa del proceso, la impresión 3D facilita la generación de piezas que luego pueden someterse inmediatamente a pruebas en túnel de viento, ¡todo gracias a su excepcional velocidad!
Los equipos de carreras utilizan ampliamente la impresión 3D SLS y SLA para crear componentes como alerones delanteros, conductos de freno, cubiertas de suspensión y cubiertas de motor, así como conductos internos y deflectores de mano que se prueban en un túnel de viento. Por ejemplo, utilizando esta tecnología, ¡un equipo de carreras puede producir de 200 a 300 piezas de plástico al día! La fabricación aditiva es, por lo tanto, la solución elegida por las empresas del sector para garantizar que estos componentes se produzcan de forma rápida y eficiente.
4. Producción rápida de herramientas
La tecnología de impresión 3D es un cambio de juego para los fabricantes cuando se trata de producir equipos de herramientas, como plantillas y fijaciones o herramientas de sacrificio y compuestas. Este proceso eficiente les permite crear instrumentos personalizados a costes más bajos que los métodos de producción tradicionales, al tiempo que reduce drásticamente los tiempos de entrega.
Por ejemplo, el uso de la tecnología FDM para producir herramientas de laminado utilizando materiales de alto rendimiento como ULTEM hace que el proceso sea más rápido y rentable. El equipo de Fórmula 1 McLaren aprovechó este proceso cuando imprimió en 3D una gran extensión de alerón trasero y produjo la pieza en ULTEM 1010 en solo tres días, una reducción increíble en su tiempo de entrega anterior. Este ejemplo demuestra no solo la creciente importancia de la FA en todos los sectores de actividad, sino también que estas tecnologías avanzadas se han convertido en elementos esenciales para el éxito.
Con la impresión 3D, los equipos pueden producir herramientas cuando las necesitan, acelerando los procesos de fabricación y montaje. De hecho, algunos equipos incluso han comenzado a utilizar la fabricación aditiva durante las carreras para realizar ajustes de última hora, reduciendo el coste de los servicios de mensajería. Con esta innovadora tecnología a su disposición, el éxito el día de la carrera es aún más alcanzable.
5. Mejora del rendimiento de las piezas
Para aumentar la velocidad, fiabilidad y productividad de los componentes de los coches de carreras, la fabricación aditiva es un activo real. El aluminio y la fibra de carbono se utilizan generalmente como piezas ligeras en el automovilismo debido a su baja masa. Con la impresión 3D facilitando la producción, los equipos han visto una mejora significativa en el rendimiento de estos componentes.
Al utilizar la impresión 3D para fabricar componentes termoplásticos y metálicos ligeros y complejos, las empresas pueden obtener una clara ventaja competitiva. Después de todo, el ahorro de peso logrado con las piezas impresas en 3D puede determinar el éxito o el fracaso de un proyecto.
Utilizando la impresión 3D para producir piezas metálicas como cubiertas de pilares y equipos de garaje para sus coches. Los componentes de escape y los innovadores conjuntos de entrada/salida de aire del refrigerador y del radiador por coche también se crean utilizando este proceso.
Los desafíos de la impresión 3D en el automovilismo
A pesar de los avances logrados hasta ahora en el uso de la impresión 3D en la Fórmula 1 y el automovilismo, todavía existen una serie de obstáculos que limitan todo su potencial.
Garantizar la reproducción de piezas idénticas
Aunque las piezas impresas en 3D pueden ser increíblemente precisas, las propiedades del material y las dimensiones finales pueden fluctuar dependiendo de quién realice el proceso de fabricación aditiva. Cuando los equipos subcontratan todo o parte de este procedimiento, corren el riesgo de no obtener exactamente la misma pieza cada vez.
Sin embargo, los muchos beneficios de la fabricación aditiva la hacen increíblemente atractiva para las empresas de automovilismo, obligándolas a invertir en el desarrollo de sus propias capacidades y a controlar mejor los procesos de producción.
Garantizar la formación del equipo
Aunque la impresión 3D existe desde hace veinte años, su adopción gradual en la fabricación y la educación ha significado que muchos diseñadores carecen de las habilidades técnicas para dominar esta forma de fabricación aditiva. Cuando intentan utilizar las capacidades de impresión 3D de su empresa, pueden encontrar que su falta de experiencia puede generar dificultades.
Para que el automovilismo coseche los beneficios de la impresión 3D, las empresas deben estar preparadas para invertir en programas de formación que les permitan aprender y perfeccionar sus habilidades.
Gestión de la producción constante
Las empresas de automovilismo están produciendo cada vez más piezas, y su capacidad de impresión 3D necesita mantenerse al día con la demanda. Algunas han acumulado una impresionante flota de 10 o más máquinas, capaces de producir miles de componentes y prototipos cada semana. Sin embargo, el gran volumen asociado a estas tiradas de producción requiere un sistema integral de gestión del flujo de trabajo para garantizar la precisión y la eficiencia. Sin un sistema así, cada vez es más difícil para las empresas gestionar la complejidad de operaciones a tan gran escala.
La montaña diaria de solicitudes y la falta de visibilidad y trazabilidad en múltiples sitios dificultan mucho que los equipos realicen un seguimiento preciso del progreso de los proyectos. Esta ineficiencia es perjudicial para el buen funcionamiento de las operaciones.
Para resolver este problema, tiene sentido automatizar la mayor parte posible del flujo de trabajo. El software diseñado para optimizar los procesos de flujo de trabajo puede ayudar a las empresas de automovilismo a superar muchos de sus problemas de producción de impresión 3D. La automatización del proceso de consulta, la programación de trabajos y el seguimiento de piezas de principio a fin son solo algunos de los beneficios que se obtienen al utilizar flujos de trabajo automatizados.
Impresión 3D para el automovilismo: una ventaja competitiva
A medida que el sector del automovilismo se esfuerza incansablemente por mejorar el rendimiento de sus coches mientras cumple con las leyes de competición en constante cambio, la impresión 3D ofrece ventajas significativas.
Al utilizar esta tecnología de vanguardia, los equipos podrán reducir drásticamente el tiempo necesario para desarrollar nuevos modelos y las piezas de uso final resultantes, lo que tiene una serie de beneficios. Cuanto más se adopte la fabricación aditiva en el automovilismo y se superen eficazmente los desafíos asociados a su uso, más veremos aplicaciones aún más ambiciosas que seguramente impulsarán su uso hacia nuevas victorias.