Ejemplos de impresión 3D en la industria del automóvil

La industria automotriz se enfrenta a demandas en todos los frentes: la demanda de vehículos más nuevos y de mayor rendimiento, así como la necesidad de optimizar la producción y agilizar las cadenas de suministro y la logística. Una tecnología que está ayudando a abordar estos desafíos es la impresión 3D.

La impresión 3D se está explorando cada vez más en todas las áreas de la fabricación de automóviles. Además de su amplio uso para la creación rápida de prototipos, la tecnología también se utiliza para producir herramientas y, en algunos casos, piezas finales.

Los asientos personalizados impresos en 3D

Recientemente se ha introducido un nuevo concepto de asientos deportivos para automóviles que aprovecha la impresión 3D y el diseño de enrejado.

Los nuevos asientos cuentan con secciones centrales y traseras de poliuretano impresas en 3D, que se pueden personalizar con tres niveles de rigidez: rígido, medio y blando.

Para los asientos personalizados, se tomó como referencia la industria del automovilismo, donde el tapizado de asientos personalizados específico para el conductor es la norma.

Está previsto imprimir en 3D prototipos de asientos para su uso en las pistas europeas, y los comentarios de los clientes se utilizarán para desarrollar los modelos finales legales para la carretera.

En el futuro, quieren ampliar la personalización del asiento más allá de la rigidez y el color, personalizando el asiento según el perfil corporal específico del cliente. Actualmente, la impresión 3D sigue siendo la única tecnología que puede permitir este nivel de personalización.

3D para soportes automotrices

Los soportes son piezas pequeñas y bastante mundanas, que eran difíciles de optimizar en el pasado, cuando los ingenieros estaban limitados por los métodos de fabricación tradicionales. Hoy en día, los ingenieros pueden diseñar soportes optimizados y dar vida a estos diseños con la ayuda de la impresión 3D.

El ahorro de costes, la producción más rápida y la optimización del diseño suelen ser las principales razones para utilizar la fabricación aditiva para los brackets.

Los ingenieros pueden incorporar algunas características realmente interesantes en las piezas, incluida la marca impresa en 3D y un código QR, junto con números para identificar la pieza específica y única.

Agregar estas características durante el proceso de fabricación es algo que solo se puede lograr con la fabricación digital, ya que ningún método sustractivo podría competir en términos de costo y tiempo de producción.

Imprime en 3D piezas de alto rendimiento

Las pruebas de diseño virtual son una parte fundamental del proceso de diseño de vehículos de alto rendimiento. Mediante pruebas virtuales, se analizaron más de 500 diseños aerodinámicos y de refrigeración en 3D para ayudar a alcanzar los objetivos de carga aerodinámica, frenado y refrigeración.

Además de utilizar prototipos impresos en 3D para la validación del diseño y las pruebas funcionales, los coches también están equipados con componentes de frenos estructurales impresos en 3D.

La fabricación aditiva seguirá estando cada vez más arraigada en el día a día de la fabricación en lugar de ser una excepción a la norma, será mucho más aceptada por la forma en que se hace.

Herramientas de fabricación impresas en 3D

Utiliza impresoras 3D para crear plantillas y accesorios para su línea de montaje; Si bienla creación de prototipos sigue siendo la principal aplicación de la impresión 3D dentro de la industria automotriz, el uso de la tecnología de herramientas está ganando terreno rápidamente.

Comenzaron a experimentar con impresoras 3D para la producción de equipos de herramientas en las fábricas y, tras el éxito de los proyectos piloto, casi en su totalidad la producción de herramientas se convirtió a la impresión 3D.

El uso de la tecnología para esta aplicación tiene una serie de ventajas.

La producción interna de herramientas reduce el costo de fabricación de herramientas para el fabricante de automóviles en un 90% y reduce los plazos de entrega de semanas a días. Por poner un ejemplo, una herramienta como una placa de portón trasero tardaría 35 días en desarrollarse con la producción tradicional y costaría hasta 400 euros. Con la impresión 3D, la misma herramienta se puede producir en cuatro días a un coste de tan solo 10 euros.

Se estima que el uso de la impresión 3D para herramientas ha ahorrado un capital significativo al tiempo que ha mejorado la ergonomía, la productividad y la satisfacción del operador.

Cuando se trata de ayudas de fabricación, la impresión 3D está creciendo rápidamente como una alternativa a las formas más establecidas de fabricar herramientas. En unos años, es probable que veamos a más fabricantes de equipos originales de automoción cambiar a herramientas impresas en 3D para mejorar la eficiencia de su producción y el rendimiento de sus herramientas.

Dados 3D que salvan las ruedas de los coches de los ladrones

¿Cómo evitar que los ladrones roben las ruedas de los coches? Esa demanda está siendo respondida con un programa en Europa para imprimir en 3D tuercas de bloqueo personalizadas para automóviles más resistentes a los robos.

Normalmente, los automóviles tienen una sola tuerca de bloqueo por rueda para evitar que se retire sin la llave especial unida a la llave de ala. Pero estos pueden ser derrotados, por lo que estás imprimiendo modelos en 3D para cerraduras que no se pueden clonar tan fácilmente.

Con impresoras 3D, las cerraduras se crean utilizando una plantilla personalizada para cada cliente. Mediante el uso de un patrón de ondas sonoras a partir de una simple frase, puede crear un patrón completamente único que proporcione una capa adicional de seguridad similar al reconocimiento de huellas dactilares.

Una vez diseñadas, la cerradura y la llave se imprimen en 3D como una sola pieza de acero inoxidable. Después de cortar los dos, solo necesitan un poco de pulido para funcionar.

La ventaja de estos bloqueos es que son prácticamente imposibles de clonar. Con nervaduras espaciadas de manera desigual dentro de la tuerca y hendiduras que se ensanchan a medida que se profundizan, es imposible para los ladrones hacer una impresión de cera de estas hebras sin romper la cera.

Hacer que las ruedas sean más seguras y ofrecer una mayor personalización del producto son una prueba más de que la impresión 3D cambia las reglas del juego para la fabricación de automóviles.

Mayor personalización con la impresión 3D

Con la creciente demanda de productos personalizados y experiencias personalizadas, los fabricantes de automóviles ofrecen cada vez más a sus clientes la posibilidad de personalizar sus vehículos.

Los clientes de los fabricantes de automóviles pueden diseñar y pedir paneles personalizados impresos en 3D para los parachoques delantero y trasero, con una selección de modelos básicos en diferentes colores.

Las piezas personalizadas se imprimen a partir de un termoplástico duradero y resistente a los rayos UV mediante impresoras 3D. La capacidad de producir diseños personalizados y únicos de forma rápida y rentable fue una de las principales razones para elegir la impresión 3D en lugar de los procesos tradicionales.

En Europa, la tecnología metálica se está implementando ahora con la vista puesta en piezas personalizadas como portones traseros, pomos de cambios y llaveros.

Está previsto ofrecer a los clientes la posibilidad de añadir letras personalizadas a estos componentes. También se señala que estos componentes personalizados servirán como prueba de concepto para el desarrollo de piezas estructurales impresas en 3D para automóviles en los próximos años.

Una de las ventajas de utilizar la impresión 3D para la personalización es que permite a los fabricantes de automóviles reducir los plazos de entrega y los costes de producción de piezas de bajo volumen. Esto se debe en parte a que la tecnología elimina la necesidad de crear ayudas de herramientas individuales para cada pieza personalizada, una perspectiva que sería financieramente inviable.

En el futuro, los fabricantes de automóviles aún tendrán que desarrollar más casos de uso para componentes personalizados impresos en 3D que vayan más allá de las simples piezas de recubrimiento. Dicho esto, a medida que avanza la tecnología, parece que las posibilidades de personalizar el coche con impresión 3D se expandirán a un ritmo mucho mayor en los próximos años.

Impresión 3D para deportes de motor

En las carreras de Fórmula Uno, el rendimiento de un coche de carreras suele marcar la diferencia entre una victoria o una derrota. Sin embargo, diseñar un coche de carreras exitoso es un desafío, sobre todo debido a los altos costos y el rápido ciclo de desarrollo requerido.

Las pruebas en el túnel de viento son uno de los pasos esenciales en el proceso de desarrollo de un coche de carreras.

Los fabricantes de automóviles utilizan túneles de viento para comprobar y ajustar las propiedades aerodinámicas de un coche de carreras. Durante la fase de prueba en el túnel de viento, se coloca un modelo de un automóvil en una cinta de correr para probar el rendimiento del automóvil en un entorno de carrera simulado.

Actualmente, la impresión 3D se utiliza más comúnmente en los deportes de motor para crear piezas que se probarán en esta réplica de autos de carreras: se han utilizado modelos a escala de autos de carreras de Fórmula 1, con muchos de sus componentes impresos en 3D.

Los ingenieros pueden imprimir piezas como guardabarros delanteros, conductos de freno, suspensión y cubiertas de motor mucho más rápido y con una mayor flexibilidad de diseño que la que permite la fabricación tradicional.

La impresión 3D se utiliza para el desarrollo de coches de carreras eléctricos para acelerar el proceso y cumplir con los plazos, con piezas producidas en días en lugar de semanas necesarias con mecanizado o moldeo CNC. Al permitir un proceso de desarrollo extremadamente flexible y muy rápido, la impresión 3D ayuda a que el automóvil salga a la carretera a tiempo.

Impresión 3D de piezas de repuesto para coches clásicos

Las piezas de repuesto son otra aplicación de la impresión 3D en la industria automotriz.

Las piezas se suministran para modelos antiguos y descatalogados mediante impresión 3D para producir piezas de repuesto raras y de bajo volumen para el inventario más antiguo.

Muchas de estas piezas ya no se fabrican y las herramientas necesarias para producirlas no existen o están en mal estado. La producción de nuevos auxiliares de herramientas utilizando métodos tradicionales es inherentemente prohibitiva, especialmente dados los bajos volúmenes involucrados.

Con el objetivo de resolver estos retos, comenzaron a imprimir en 3D estas piezas (metal y plástico) bajo demanda.

El proceso de impresión consiste en fundir polvo metálico (o sinterizar plásticos) con un rayo láser de alta energía en un patrón preciso, construyendo así el objeto tridimensional capa a capa. La ventaja es que las piezas se pueden fabricar sin herramientas adicionales y solo cuando sea necesario, lo que ayuda a ahorrar en herramientas y costos de almacenamiento asociados con la producción de estas piezas de repuesto utilizando métodos convencionales.

La impresión 3D de piezas que rara vez se piden o se descatalogan es una tendencia creciente dentro de la cadena de suministro de la automoción.