Revolucionando Piezas de Automoción, Ferrocarril y Aviación con Impresión 3D

Los viajes comerciales y la fabricación de vehículos son tan pesados e intensivos en fábrica como las industrias llegan. Incluso el coche más pequeño es una empresa masiva con toneladas de componentes, sin mencionar aviones masivos o locomotoras. Estos vehículos están destinados a operar indefinidamente y durante largos períodos (a veces décadas).

Esto también significa que muchos de estos vehículos y sus componentes se dañan a lo largo de los años, sufriendo un desgaste masivo por los pasajeros. Anteriormente, los fabricantes dependían de fábricas lejanas que podían producir una sola pieza, como fundas de asientos o componentes de plástico de pasamanos y asas. Esto a menudo resultaba en largos tiempos de espera, costes de transporte y especulación de precios por el lado de la oferta. Ahora, la impresión 3D ofrece una solución mucho más económica para este problema.

Fabricación General Más Barata y Multifuncional

Figura 1 Imagen vía Angel Trains

Cuando se trata de vehículos grandes con muchos componentes frágiles, varias organizaciones, desde la Fuerza Aérea de EE. UU. hasta empresas ferroviarias en el Reino Unido, encuentran la impresión 3D como una solución viable. Las piezas son más baratas de producir usando plástico, ofreciendo fácil personalización también.

Esto es particularmente cierto para componentes de aviones y trenes que llevan años fuera de producción. Mantener inventario de ciertas piezas puede ser tan costoso que los proveedores simplemente dejan de ofrecerlas. Especialmente es el caso con componentes pedidos infrecuentemente. Los clientes a menudo recurren a almacenar grandes inventarios de tales piezas o contratar fabricantes terceros. La fabricación aditiva está alterando rápidamente este modelo, sin embargo.

Si bien es inmensamente difícil encontrar una instalación de producción y recuperar copias de tales componentes, las impresoras 3D solo necesitan un modelo para empezar. Estos pueden escanearse o incluso reproducirse desde cero con relativa facilidad. Otra ventaja es que pueden mejorar la pieza haciendo varias secciones más ligeras y usando menos material que muchas formas tradicionales de fabricación.

Este modo de producción también a menudo implica personalización y mejoras. En el caso de Angel Trains y varias empresas ferroviarias del Reino Unido, el uso de impresión 3D también permitió a los fabricantes poner mensajes en braille en componentes del tren para que los pasajeros ciegos pudieran leer instrucciones. Este tipo de mejora también permite a las empresas personalizar tales mensajes o alterarlos barata y fácilmente cuando sea necesario.

Solo imprimiendo en 3D las asas de agarre, las empresas ferroviarias del Reino Unido lograron reducir costes significativamente desde las habituales 15.000 £, mientras reducían los tiempos de producción de dos meses y medio a unas tres semanas. Las autoridades también han predicho que eventualmente se lograrán ahorros de costes del 50 % por pieza mediante el uso de fabricación aditiva y diseño para impresión 3D.

Encima de todo eso, la impresión 3D también permite la producción de varios tipos diferentes de componentes siempre que los modelos funcionen. No solo podían producir piezas para asientos y bandejas de pasajeros, sino también pequeños componentes para ingeniería, que normalmente tendrían que venir de máquinas e instalaciones separadas. Este aspecto multifuncional permite a las empresas producir una gama de piezas y utillaje según convenga con un solo dispositivo y materiales más baratos.

Producción Bajo Demanda

Figura 2 Bentley Blower

Una de las características clave de la impresión 3D es su capacidad para permitir producción en escalas de tiempo que se adaptan a la empresa en lugar del fabricante o distribuidor de piezas y sin necesidad de una instalación dedicada. Por esta razón, fabricar piezas que han expirado hace tiempo es enormemente influyente en el mundo de las renovaciones de coches. Empresas como Porsche han estado aprovechando este aspecto para reducir costes en la producción de piezas de repuesto, pero la producción bajo demanda también está devolviendo la viabilidad de la producción en tiradas cortas de automóviles clásicos.

Bentley, por ejemplo, está usando impresión 3D para recrear completamente modelos antiguos de sus líneas clásicas en lo que será la primera continuación de un coche de carreras de preguerra. Al hacerlo, la empresa producirá 12 ejemplos de su clásico automóvil Bentley 4½-litre "Blower" de 1929. Los Blowers también son actualmente uno de los Bentley más deseables entre coleccionistas, lo que lo convierte en una gran atracción para entusiastas del automóvil.

Iniciativas similares han permitido a restauradores arreglar coches viejos en todo el mundo, reviviendo automóviles que se pensaba imposibles de reproducir con fieles rendiciones de sus piezas clásicas. Esto se ha facilitado con avances en escaneo 3D, modelado y otras tecnologías.

Fabricación Localizada

La guinda del pastel es que la impresión 3D permite la fabricación, diseño y mejoras internas de todos estos componentes. Además de todas las otras ventajas, también significa que el prototipado y las pruebas se aceleran y se localizan en la instalación deseada. Esto ha sido un gran beneficio 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. Considerando que muchas unidades en su flota tienen más de una década, la USAF recurre a la impresión 3D para reducir drásticamente el tiempo de respuesta y el coste de fabricación de piezas de repuesto como tapas de letrinas. Esto es particularmente útil ya que muchos de estos aviones están fuera de producción y la entrega de piezas de repuesto puede tardar más de un año.

Con la impresión 3D, no solo no necesitan esperar a un proveedor para que proporcione las piezas, sino que también producen tales componentes en sus propias instalaciones. Particularmente en el caso de la USAF, la edad media de sus aeronaves es de 28 años. Muchas de las fábricas que fabricaban estas piezas han desaparecido y los tiempos de entrega y producción para las existentes pueden ser de hasta un año.

La industria de la aviación puede estar en tales apuros por piezas de repuesto que en ciertos casos, los servicios de renovación de aviones buscan en aviones desguazados estos componentes. 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 producen internamente, con pruebas exhaustivas. La USAF continuará aplicando la impresión 3D a otros productos en el futuro.