Cómo la impresión 3D de repuestos está revolucionando las industrias automotriz, de locomotoras y de aviación

Los viajes comerciales y la fabricación de vehículos son tan pesados ​​y intensivos en fábricas como las industrias. Incluso el automóvil más pequeño es una empresa enorme con toneladas de componentes, sin importar los aviones o locomotoras enormes. Estos vehículos están destinados a operar indefinidamente y durante largos períodos de tiempo (a veces décadas).

Esto también significa que muchos de estos vehículos y sus componentes se dañan a lo largo de los años, lo que provoca un desgaste masivo por parte de los pasajeros. Anteriormente, los fabricantes dependían de fábricas lejanas que podían producir una sola pieza, como fundas de asientos o componentes plásticos de pasamanos y asideros. Esto a menudo resulta en largos tiempos de espera, costos de transporte y aumento de precios del lado de la oferta. Ahora, la impresión 3D ofrece una solución mucho más económica a este problema.

Fabricación general más económica y multifuncional

Figura 1 Imagen a través de Angel Trains

Cuando se trata de vehículos grandes con muchos componentes que se pueden romper, varias organizaciones, desde la Fuerza Aérea de EE. UU. hasta compañías ferroviarias en el Reino Unido, están encontrando que la impresión 3D es una solución viable. Las piezas son más baratas de producir usando plástico, y también ofrecen una fácil personalización.

Esto es particularmente cierto para los componentes pertenecientes a aviones y trenes que han estado fuera de producción durante años. Mantener el inventario de ciertas piezas puede ser tan costoso que los proveedores simplemente dejan de ofrecerlas. Este es especialmente el caso de los componentes que se piden con poca frecuencia. Los clientes a menudo recurren a almacenar grandes inventarios de dichas piezas o contratar a terceros fabricantes. Sin embargo, la fabricación aditiva está alterando rápidamente este modelo.

Si bien es inmensamente difícil encontrar una instalación de producción y recuperar copias de dichos componentes, las impresoras 3D solo necesitan un modelo para comenzar. Estos se pueden escanear o incluso reproducir desde cero con bastante facilidad. Otra ventaja es que pueden mejorar la pieza al hacer varias secciones más ligeras y usar menos material que muchas formas tradicionales de fabricación.

Este modo de producción también implica a menudo personalización y mejoras. En el caso de Angel Trains y varias compañías ferroviarias del Reino Unido, el uso de la impresión 3D también permitió a los fabricantes poner mensajes en braille en los componentes del tren para que los pasajeros ciegos pudieran leer las instrucciones. Este tipo de mejora también puede permitir a las empresas personalizar dichos mensajes o modificarlos de forma económica y sencilla cuando sea necesario.

Solo con la impresión 3D, las manijas de agarre, las compañías ferroviarias del Reino Unido lograron reducir significativamente los costos de las £ 15,000 habituales, al tiempo que redujeron los tiempos de producción de dos meses y medio a unas tres semanas. Las autoridades también han pronosticado que, con el tiempo, se podrán lograr ahorros de costos del 50 % por pieza mediante el uso de la fabricación y el diseño aditivos para la impresión en 3D.

Además de todo eso, la impresión 3D también permite la producción de varios tipos diferentes de componentes siempre que los modelos puedan funcionar. No solo podían producir piezas para asientos y bandejas para pasajeros, sino también piezas pequeñas para componentes de ingeniería, que normalmente tendrían que provenir de máquinas e instalaciones separadas. Este aspecto multifuncional permite a las empresas producir una gama de piezas y herramientas como mejor les parezca con un solo dispositivo y materiales más económicos.

Producción bajo demanda

Figura 2 Soplador Bentley

Una de las características clave de la impresión 3D es su capacidad para permitir la producción en escalas de tiempo que se adaptan a la empresa en lugar del fabricante o distribuidor de piezas y sin la necesidad de una instalación dedicada. Por esta razón, la fabricación de piezas que han caducado hace mucho tiempo tiene una gran influencia en el mundo de las renovaciones de automóviles. Compañías como Porsche han estado aprovechando este aspecto para reducir costos en la producción de peros de repuesto, pero la producción bajo demanda también está recuperando la viabilidad de la producción de automóviles clásicos en tiradas cortas.

Bentley, por ejemplo, está utilizando la impresión 3D para recrear por completo modelos más antiguos de sus líneas clásicas en lo que será la primera continuación de un auto de carreras de antes de la guerra. Al hacerlo, la compañía producirá 12 ejemplares de su clásico automóvil "Blower" Bentley de 4½ litros de 1929. Los Blower también son actualmente uno de los Bentley más deseables entre los coleccionistas, lo que los convierte en una gran atracción para los entusiastas de los automóviles.

Iniciativas similares han permitido a los renovadores reparar autos viejos en todo el mundo, revigorizando automóviles que antes se creían imposibles de reproducir con interpretaciones fieles de sus piezas clásicas. Esto se ha simplificado con los avances en escaneo 3D, modelado y otras tecnologías.

Fabricación localizada

La guinda de todo esto es que la impresión 3D permite la fabricación, el diseño y las mejoras internas de todos estos componentes. Además de todas las demás ventajas, también significa que la creación de prototipos y las pruebas se aceleran y se localizan en las instalaciones deseadas. Esta ha sido una gran ayuda para los fabricantes de aeronaves.

En 2019, la Fuerza Aérea de EE. UU. certificó recientemente su primera pieza impresa en 3D, que resultó ser una tapa de inodoro para uno de sus aviones. Teniendo en cuenta que muchas unidades en su flota de aviones tienen más de una década, la USAF está recurriendo a la impresión 3D para reducir drásticamente el tiempo de respuesta y el costo de fabricación de piezas de repuesto, como cubiertas de letrinas. Esto es particularmente útil ya que muchos de estos aviones están fuera de producción y la entrega de repuestos puede demorar más de un año.

Con la impresión 3D, no solo no necesitan esperar a que un proveedor proporcione las piezas, sino que también producen dichos componentes en sus propias instalaciones. Particularmente en el caso de la Fuerza Aérea de los EE. UU., la edad promedio de sus aeronaves es de 28 años. Muchas de las fábricas que fabricaban estas piezas ya no están y los plazos de entrega y producción de las existentes pueden llegar a ser de un año.

La industria de la aviación puede encontrarse en una situación tan desesperada en cuanto a piezas de repuesto que, en ciertos casos, los servicios de renovación de aeronaves buscan este tipo de componentes en aviones desechados. Sin embargo, con la ayuda de la impresión 3D, el tiempo de adquisición de estas piezas pasó de un año a 2 días. Estas piezas ahora se fabrican internamente, con pruebas exhaustivas. La USAF seguirá aplicando la impresión 3D a otros productos en el futuro.