Impresión 3D para la fabricación de piezas y recambios

Existen multitud de piezas de vehículos que ya se fabrican mediante impresoras 3D

La fabricación aditiva permite a las grandes empresas automovilísticas reducir costes, tiempo y peso a la hora de producir piezas complejas. Además, la impresión en 3D también permite una mayor personalización a nivel de diseño. 

La aplicación de esta tecnología en los procesos de producción introduce una libertad en el diseño que los métodos tradicionales no tienen, ya que necesitarían una gran inversión y muchísima maquinaría. Los ingenieros pueden dar vida a diferentes creaciones a través de la impresión 3D a un coste mucho menor y de forma rápida. 

Pero hay más argumentos en favor del uso de este sistema de fabricación: actualmente alrededor del 70% de las empresas automotrices tienen un cronograma de lanzamiento al mercado de menos de 2 años. Muchas  marcas miran hacia nuevas tecnologías, incluida la fabricación aditiva (que es como se conoce a la fabricación de piezas con impresoras 3D), para mantener ciclos de desarrollo cortos y lograr costes más bajos. Para la fabricación de vehículos eléctricos también es de gran interés, ya que la impresión 3D surge como una solución que puede acelerar el desarrollo de piezas más ligeras. Ello es especialmente importante en los vehículos eléctricos, ya que el peso afecta directamente a la duración de la batería.

La personalización de determinados componentes y la fabricación de repuestos descatalogados son otras de las alternativas de la impresión 3D

Ejemplos de impresión 3D en la industria automotriz
- Ford: La apuesta por la fabricación aditiva de Ford viene de lejos. En 1988, la compañía ya había invertido en 3 impresoras 3D; en 2015, estimó su producción de piezas impresas en 3D en 500.000 $. El colector de admisión de aire de aluminio y las tuercas a medida para proteger las llantas son dos de las piezas  que Ford fabrica con impresión 3D.

- Mercedes fabrica repuestos para su gama de camiones mediante impresión 3D, tanto repuestos de plástico como metálicos. La compañía ha comunicado que esta acción le permite producir de manera rentable incluso piezas descontinuadas en pequeñas cantidades. 

- Audi: Cubiertas de ruedas, rejillas, manijas de puertas o incluso cabujones de luz trasera, que suelen ser de plástico transparente, son algunas de las piezas que Audi fabrica ya con impresión 3D. 

- Seat: El fabricante español ha puesto en marcha un centro de fabricación aditiva. Las máquinas funcionan las 24 horas y producen una media de 50 piezas al día. Según el fabricante, el 80% de las piezas son prototipos que se utilizan para desarrollar vehículos más rápidamente, el resto son principalmente componentes de herramientas y personalización.

La reducción de peso de las piezas, la rapidez de fabricación y los bajos costes son algunas de las ventajas de la impresión 3D en el sector automotriz

- Volskwagen: Con motivo de la apertura de su nuevo centro de innovación e ingeniería en California, Volkswagen presentó una versión eléctrica modernizada del Combi de 1962, denominada Type 20. La nueva versión   presentaba varios componentes desarrollados con fabricación aditiva, como el volante, los soportes del espejo e incluso las ruedas.

- BMW: La firma alemana lleva más de 25 años usando la fabricación aditiva. En junio de 2020 abrieron su propio centro de impresión 3D con el objetivo de unir sus habilidades de producción. Este campus cuenta con más de 80 empleados y más de 50 soluciones industriales de fabricación. Además del centro, BMW ha demostrado sus capacidades en numerosas ocasiones, como por ejemplo, con el deportivo i8 Roadster. Este modelo integra piezas mucho más ligeras de lo normal, si se hubieran creado con métodos tradicionales. Partes como el soporte de la cubierta de la capota, son ahora más resistentes además de tener un menor peso. 

- General Motors: La compañía americana fabrica soportes en acero inoxidable para los asientos de sus futuros coches eléctricos mediante impresión 3D. El soporte está hecho de una sola pieza, frente a 8 diferentes por métodos convencionales, es un 40% más ligero y un 20% más resistente. Los tiempos de fabricación también se reducen ya que no hay ninguna fase de montaje. General Motors espera producir miles de estas piezas para 2023, siguiendo la fabricación aditiva.

- Bugatti: La empresa francesa empresa fabrica con impresión 3D las pinzas de los frenos de titanio del Chiron, cuyo método permite reducir su peso.  

- Lamborgini: Para Lamborghini, la fabricación aditiva representa una cosa por encima de todo: opciones de personalización ilimitadas. La firma italiana ofrece a cada comprador del Sian Roadster, un control total sobre el interior, así como la elección de trabajos respecto a la pintura. Las salidas de aire de nuevo diseño se imprimieron en 3D y permiten a los clientes personalizar, entre otras cosas, integrando sus iniciales en el diseño. 

- McLaren: La empresa británica también ha integrado la fabricación aditiva en el proceso de fabricación de su modelo 720S. La marca decidió sustituir las piezas originales más aerodinámicas, como el alerón trasero, el capó, las aletas exteriores de las puertas y el parachoques, por piezas impresas en 3D. Esto provocó que el 720S no solo se creara más rápido y más barato, sino también que fuera más eficiente.

- Michelin: El fabricante francés presentó en 2019 su primer prototipo con tecnologías de fabricación aditiva. Llamados Uptis (sistema único de neumáticos a prueba de pinchazos), estos neumáticos han sido diseñados para no necesitar aire, con el fin de reducir el riesgo de pinchazos y otros fallos en la carretera. La compañía trabajó con la estadounidense General Motors para desarrollar este modelo de neumático impreso en 3D. Si tiene éxito, podríamos esperar que Uptis equipe algunos automóviles para 2024. La impresión 3D solo se utilizó para desarrollar el prototipo, utilizando materiales renovables y de origen biológico, pero si la producción alcanza mayores volúmenes, esta tecnología podría emplearse a mayor escala. 

- Mini ofrece elementos de personalización en sus coches gracias a la fabricación aditiva. Los clientes de mini tienen la oportunidad de personalizar su vehículo diseñando la banda lateral del lado del copiloto y las inserciones laterales ellos mismos. Luego, las piezas se crean en las instalaciones de BMW (propietaria de Mini). 

- Porsche: La marca especializada en deportivos ha estado utilizando tecnología de fabricación aditiva desde principios de los 90. Actualmente, fabrica lospistones del motor del 911 GT2 con impresión 3D, logrando reducir un 10% su peso.

Facilitando la personalización

La tecnología 3D también significa mayores posibilidades de personalización. De hecho, algunos fabricantes de automóviles de lujo (tenéis ejemplos en el texto principal de este reportaje) ya ofrecen diseños personalizados mediante impresión 3D según los requisitos del cliente. En este sentido, los métodos de fabricación tradicionales no podrían ofrecer piezas únicas en plazos de entrega competitivos. El coste de producir tales piezas también sería considerablemente diferente.

Además, este tipo de diseño personalizado también se utiliza para la fabricación de repuestos de vehículos antiguos.

Muy útil en la fabricación de prototipos
Cuando existe un prototipo de vehículo es probable que las piezas tengan que modificarse en varias ocasiones hasta conseguir el diseño definitivo. Producir prototipos a través de la tecnología 3D supone poder cambiar de diseño tantas veces como el proyecto lo requiera. 

El tiempo de espera en la fabricación de un prototipo pasa de ser de 23 días, aproximadamente, a través de la metodología tradicional, a 2 o 3 días mediante la impresión aditiva. 

Sin duda, la impresión 3D en el sector de la automoción supone una revolución, no solo en métodos de fabricación, cambia por completo el concepto de producción y libertad de diseño. 

FUENTES: 3dnatives / innovacionchapaypintura.com / revistacentrozaragoza.com