Que la impresión 3D está aportando avances muy prometedores en campos que no nos imaginábamos ya lo hemos visto: ya podemos hablar de corazones, comida, prótesis y escayolas, armas... incluso respiradores que fueron de genial ayuda durante el confinamiento de la pasada primavera. Recientemente hemos podido ver los avances de dos compañías en otra aplicación: los coches de carreras.
Seat, a través de su marca deportiva y de competición CUPRA, está trabajando en colaboración con HP para ver los resultados de reemplazar piezas tradicionales de sus coches de carreras por equivalentes impresos en 3D. Hablamos de coches que soportan unas condiciones externas muy duras, mucho más que cualquier coche que se venda al público general, así que esas piezas tienen que ser capaces de soportarlas. Y de momento, los resultados sorprenden según lo recogido por ambas compañías.
Resultados prometedores, pero la clave es la rentabilidad
Uno de los Cupra, finalizado y listo para ser entregado.
Xavi Serra, responsable de desarrollo técnico de CUPRA Racing; Jaume Homs, responsable de Iberia en impresión 3D para HP y Lucas Rollant, ingeniero de la misma compañía, nos comentan cómo están aplicando la impresión 3D para fabricar piezas de sus coches de competición. Ante todo nos dejan claro que la impresión en 3D no es ninguna novedad, pero que ahora se trabaja mucho más con ella por la evolución que ha experimentado durante los últimos años. El reto principal que sigue habiendo ahora mismo es seguir abaratando los costes.
La mayoría de las piezas con las que se han hecho las pruebas son conductos de aire y agua para refrigerar el motor y otras partes del coche. En esta foto puedes distinguir entre las piezas de poliamida y las piezas que han sido posteriormente recubiertas de fibra de carbono (arriba a la derecha) para ver si daban mejores resultados en las pruebas.
Las piezas que Seat nos ha mostrado en el CUPRA Garage de Abrera, en Cataluña, son mayormente conductos de ventilación o refrigeración. Por ellos pasa aire que llega del exterior que enfría el motor y otros componentes del vehículo o incluso agua a temperatura de ebullición que circula por el radiador. Los ejecutivos se mostraban escépticos: no creían que usar la poliamida-12 (PA12) de las impresoras 3D pudiese soportar las condiciones que exigen las pruebas (la porosidad del material implicaba riesgo de fuga de líquido y hay que pensar que hablamos de coches de 340 caballos), pero los resultados fueron positivos.
Un ejemplo de ello es el conducto que lleva aire al intercooler, un radiador esencial del coche. Utilizaron dos modelos de la misma pieza en unas pruebas de estrés, ambas impresas en 3D pero una de ellas forrada en carbono para ver si ofrecía mejor resistencia de este modo. Al final vieron que ambas piezas soportaron la prueba sin problemas, de modo que el recubrimiento no fue necesario.
La cubierta del retrovisor es otro ejemplo de pieza impresa en 3D que supera las pruebas, pero que por rentabilidad sigue siendo reemplazada por el modelo tradicional fabricado con moldes.
Pero aún con estos resultados y a pesar que se llevaron una grata sorpresa, la decisión de los responsables de estas piezas fue seguir dependiendo de los moldes tradicionales para su fabricación. "Nosotros podemos llevar la pieza al límite en nuestras pruebas, pero los clientes siempre lo llevarán aún más allá", nos comentan Jaume, Xavi y Lucas. Y hay otro motivo: de momento la fabricación de este tipo de piezas aún no es rentable en muchos casos si apuntamos a la fabricación final de la pieza para ensamblaje y venta al cliente. Los moldes de fabricación tradicional son caros, pero capaces de fabricar muchas piezas iguales. Sólo cuando se fabrican pocas y con cambios entre ellas (es decir, en las pruebas) es cuando la impresión 3D pasa a ser más interesante.
Otra limitación a destacar es el tamaño de las piezas. Algunas de las que nos han mostrado, como partes de los protectores del capó, tiene que fabricarse por partes ya que el tamaño de las impresoras no es lo suficientemente grande como para poder generarlas de una pieza. Y al estar hablando de piezas que tienen que soportar condiciones duras en un circuito, el que se "monten" con varias partes ensambladas entre sí conlleva más riesgo en la integridad de la pieza. La impresión en 3D de piezas del coche que sean de gran tamaño es algo que aún queda lejos.
He aquí una pieza impresa en 3D que sí termina formando parte del coche final: el cuadro de mandos del volante en los modelos de carreras. Por algo se empieza.
Hay excepciones, como la pieza que puedes ver en la imagen superior: el cuadro de mandos del volante en los coches de carreras. Está impresa en 3D con poliamida y en este caso, como no soporta presiones externas, es una pieza que sí acaba formando parte del coche final. Es un primer paso discreto, pero es un paso al fin y al cabo.
"No veremos máquinas que impriman coches enteros"
La impresión 3D permite cambios muy rápidos a la hora de hacer pruebas en als que el tiempo es muy importante, como en los túneles de viento.
¿Entonces, tiene algún beneficio de algo fabricar estas piezas en 3D a día de hoy si al final se sigue volviendo a la fabricación tradicional? Sí: la inmediatez de la impresión 3D aporta ventajas a la hora de hacer las pruebas. Ante decisiones de diseño rápidas, la pieza puede cambiarse rápidamente con un ordenador y enviarse a la impresora.
Desde Seat nos ponen el ejemplo de hacer las pruebas en un túnel de viento. Alquilar uno de esos túneles es muy costoso para la empresa, de modo que cada minuto de esas pruebas cuenta. Si en una de ellas una pieza fabricada con moldes falla y se determina que su forma debe cambiar, hay que parar la prueba y volver en otro momento con otra pieza fabricada con un nuevo molde. Con una impresora en 3D se puede reaccionar mucho más rápido a las pruebas aplicando los cambios al vuelo, aprovechando mejor el tiempo en el túnel de viento y ahorrando dinero. ¿Que el sensor de un conducto afecta a la aerodinámica del coche? Se recoloca, se imprime de nuevo la pieza y se hace otra prueba.
Para Seat y HP, el futuro pasa por seguir abaratando el coste de las piezas impresas en 3D, seguir investigando nuevos materiales como el metal para las impresoras y lograr que estas piezas acaben reemplazando los moldes tradicionales. Ya no sólo por aguantar todas las pruebas, si no también por rentabilidad y eficiencia al fabricarlas y probarlas.
En otras palabras: la impresión en 3D es un complemento, pero que se ha vuelto imprescindible: "Del mismo modo que ya no nos imaginamos diseñar un coche sin CAD, ya no concebimos fabricarlo sin la ayuda de la impresión 3D. En el futuro no tendremos máquinas que impriman un coche entero en 3D, pero sí que esta tecnología será cada vez más importante".
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