La impresión 3D en la industria automovilística

Hace unos días publiqué un artículo en Sintetia en el que hablaba de por qué pienso que la impresión 3D está dejando atrás el famoso Valle de la Desilusión del Hype Cycle de Gartner para ser una tecnología de uso generalizado en entornos de "producción" más allá de los entornos de innovación dónde ya se utiliza mucho.

Hablé de 5 razones, la madurez de las diferentes tecnologías de impresión 3D, la enorme variedad de materiales, el mayor número de usos de negocio de la tecnología, las macrotendencias y la facilidad de uso.

Voy a aprovechar que desde Ultimaker estamos lanzando una campaña para dar a conocer algunos ejemplos de usos de la impresión 3D en el sector automovilístico para ilustrar alguno de los puntos del artículo al que hacía referencia antes. Vaya por delante que aunque los ejemplos son relacionados con la industria del automóvil, muchos de los problemas que solucionan son aplicables a muchas otras industrias.

Algo de lo que no se escapa ninguna industria es de las grandes macrotendencias que están afectando a la rentabilidad y que no parece que vayan a desaparecer a medio plazo. Entre ellas están de forma muy destacada los incrementos de coste de materias primas y de transporte. Esto hace que empresas con ciclos de desarrollo y fabricación largos sufran más.

En otras palabras, todo lo que acorte esos ciclos, ayudará a la rentabilidad. La impresión 3D puede jugar un papel importante en este área. Por un lado, eliminamos transporte, pero además, en casos de tiradas pequeñas es mucho más barata que con medios de fabricación habituales. También, en el caso de desarrollo de nuevas herramientas o piezas, el tiempo se acorta enormemente utilizando prototipados rápidos con impresoras 3D.

Pero entremos más en detalle en aplicaciones de uso reales con impacto en los costes de las empresas que las implementaron. Todos estos ejemplos son reales y están actualmente siendo utilizados por algunos de nuestros clientes en el sector de la automoción. Tradicionalmente, la impresión 3D ya se lleva utilizando de forma habitual en pruebas de concepto y prototipos visuales. Pero cada vez vemos que se utiliza para nuevos usos, que podemos agruparlos en 3 grandes grupos:

• Prototipos funcionales: Piezas que se necesitan rápidamente para poder acabar un nuevo diseño de un vehículo pero que no están disponibles de los proveedores habituales.
• Herramientas para la producción: Diferentes herramientas que ayudan a los operarios a hacer su trabajo más fácil o para conseguir mayores niveles de calidad.
• Accesorios, recambios o productos de baja tirada: Piezas para coches antiguos o diseños personalizados.

Empecemos con un ejemplo de prototipo funcional. Estamos diseñado un nuevo modelo de coche e intentando construir un primer prototipo. Hay piezas que serán nuevas y que no podemos reutilizar de modelos anteriores. Así que podemos esperar semanas y pagar miles de euros (moldes, etc) hasta que nuestro proveedor habitual nos mande una primera versión de la pieza, o podemos diseñar una pieza rápidamente nosotros que cubra las necesidades funcionales que buscamos, y en menos de un día y por menos de 50€, poder seguir trabajando en el vehículo.

Dentro de las herramientas para la producción podemos encontrar muchos ejemplos. Utillaje para la fijación de elementos, herramientas de control de calidad, de ayuda con el manejo de piezas... La lista es infinita. Aquí algunos ejemplos.

Uno muy sencillo es el de las protecciones para los casquillos de las llaves que se utilizan para apretar los pernos de las ruedas de los coches. Estas protecciones evitan arañazos a las llantas, pero ademas al tener códigos de color, el operario puede identificarlas rápidamente. Imprimir una cuesta medio euro y se tarda alrededor de 1 hora.

En este otro ejemplo, se ha diseñado una herramienta para comprobar la calidad de las piezas mandadas por un proveedor. De forma rápida y sencilla, se comprueban tolerancias y alineación para evitar errores en el montaje (poka-yoke).

Y finalmente dos ejemplos que no sólo ilustran las posibilidades de la impresión 3D en herramientas y productos finales, sino también la evolución tan espectacular en materiales. En primer lugar tenemos una pieza para estampar en metal. Si tradicionalmente se utiliza acero y la pieza puede costar varias centenas de euros y tardar varias semanas en recibirse, aquí utilizamos una pieza impresa con PET CF (fibra de carbono), con un coste de menos de 10€ y que se imprime en unas 10 horas.

Y por último, vemos un tapón de depósito de aceite que podría ser para un coche antiguo del que ya es difícil conseguir recambios. Tiene que ser resistente a altas temperaturas y a productos químicos. Para esto utilizamos polipropileno. La pieza costará 2€ y tardaremos 3 horas en imprimir.

Si quieres ver más detalles sobre estos ejemplos (e incluso descargarte los archivos para imprimirlos), ver más ejemplos o testimonios de fabricantes utilizando impresión 3D en sus factorías, en ultimaker.com/automotive lo encontrarás todo. También hay un interesante white paper para descargar.

@resbla