Automovilismo, carreras de alto rendimiento e impresión 3D:una entrevista con Revannth Murugesan de Carbon Performance

El mundo de las carreras de alto rendimiento y los deportes de motor se define por la innovación. Cuando el rendimiento y la velocidad son criterios clave, mantener la excelencia en ingeniería es fundamental. Como tal, el sector mira cada vez más hacia tecnologías como la fabricación aditiva para impulsar la innovación.

Una empresa que aprovecha este desarrollo es Carbon Performance, una startup con sede en el Reino Unido que fabrica componentes de alto rendimiento mediante la fabricación aditiva. Utilizando tecnologías de IA y blockchain además de AM, la empresa tiene como objetivo ofrecer la próxima generación de componentes automotrices inteligentes.

Hablamos con el director general de Carbon Performance, Revannth Murugesan, para explorar los beneficios de la fabricación aditiva para las carreras de alto rendimiento y el estado actual de la FA en la industria.

¿Podría contarme un poco sobre Carbon Performance?

Carbon Performance es la primera marca minorista de tecnología de consumo automotriz del mundo construida enteramente en torno a la fabricación aditiva. En esencia, nuestro objetivo es cerrar la brecha entre las tecnologías de fabricación aditiva y el mercado de consumo.

Con AM, diseñamos y fabricamos componentes de alto rendimiento, como montantes de suspensión y pinzas de freno, para la industria automotriz.

Si bien hay muchas cosas que puede hacer con la fabricación aditiva, desde la creación de prototipos hasta la fabricación, muchos de los beneficios no han llegado directamente a los consumidores finales. Por supuesto, existen desafíos para tratar de cerrar esta brecha, y ahí es donde entra en juego Carbon Performance.

¿Cuál es la visión detrás de Carbon Performance?

Habiendo estado en la industria automotriz durante bastante tiempo, entendemos que las emisiones globales de carbono están en su punto más alto. Estamos tratando de resolver este problema ambiental dentro de la industria automotriz y resolver las ineficiencias en los componentes mediante el uso de inteligencia artificial e impresión 3D.

Por tanto, nuestro objetivo final es doble:1) reducir el impacto de la fabricación en el medio ambiente y 2) devolver la fabricación al Reino Unido.

¿Qué beneficios aporta la fabricación aditiva a las carreras de rendimiento?

Primero, diría que la fabricación aditiva mejora el rendimiento.

Tomemos los componentes de la suspensión como ejemplo. Con la fabricación tradicional, los fabricantes tomarían un bloque de metal y cortarían el material para obtener la forma final.

Por el contrario, al utilizar la fabricación aditiva, nuestros componentes de suspensión son un 25% más ligeros. Esto mejora la masa no suspendida de un automóvil, lo que literalmente se traduce en un rendimiento mejorado.

En este momento tenemos del ocho al diez por ciento de desperdicio de material, pero planeamos reducirlo al cero por ciento, lo cual es todo un desafío.

En segundo lugar, la fabricación aditiva puede mejorar la eficiencia del combustible. Con nuestros clientes de alto rendimiento, podemos demostrar esto en términos de números. Por ejemplo, podemos hacer que un coche vaya seis segundos más rápido en el transcurso de 80 vueltas. En las carreras de alto rendimiento, un margen de este tipo es enorme.

Con la amplia experiencia que tiene en la industria, ¿cómo ha visto evolucionar la fabricación aditiva a lo largo de los años?

Tenía 14 o 15 años cuando compré mi primera impresora 3D. En aquel entonces, la industria era mucho antes de lo que estamos hoy en términos de impresión 3D. Por ejemplo, las opciones de materiales eran muy limitadas. ¡El ABS era un lujo en ese entonces!

He visto crecer la industria desde la impresión 3D de escritorio hasta la fabricación aditiva industrial con SLA, SLS y, por supuesto, la impresión 3D de metal. Eso es muy alentador.

La industria está creciendo rápidamente:alrededor del 38% CAGR. Ha pasado de un puñado de fabricantes de impresoras 3D a miles de fabricantes, oficinas de servicios, consultorías comerciales y proveedores de materiales. El ecosistema está evolucionando claramente.

Lo que estamos tratando de hacer con Carbon Performance es llevar la industria al límite y llevar los productos de consumo al mercado, en lugar de que la tecnología se limite a aplicaciones especializadas. Ahí es donde se encuentra la industria en este momento.

¿Podría explicarnos cómo está utilizando el diseño generativo y las herramientas de optimización, y qué beneficios aportan al proceso de producción?

El diseño generativo se encuentra todavía en sus primeras etapas. En realidad, solo hay un pequeño número de empresas que ofrecen esto.

Dicho esto, utilizamos tecnologías como el diseño generativo para llevar nuevos productos al mercado. El software de diseño generativo, por ejemplo, nos ayuda a encontrar soluciones radicales. En esencia, estamos tratando de hacer que nuestros productos sean al menos un 40% más livianos.

Por eso utilizamos herramientas de diseño generativo, celosía y optimización de topología para reducir el peso de los componentes y mejorar su rendimiento.

También estás usando IA y blockchain. ¿Podría explicar cómo Carbon Performance utiliza estas tecnologías junto con la impresión 3D?

Primero, es importante decir que la inteligencia artificial a menudo se malinterpreta:no es una tecnología única, sino un término general para una variedad de tecnologías. El diseño generativo es en realidad un tipo de inteligencia artificial porque los diseños se generan utilizando inteligencia artificial.

Actualmente estamos desarrollando nuestro propio software de diseño generativo, que planeamos completar en 2020. Será el segundo software de diseño generativo del Reino Unido.

Blockchain cubre el lado de la seguridad, que creo que es inmensamente importante. La protección de la propiedad intelectual y los derechos de autor / marcas comerciales es un tema clave, ya que, en teoría, cualquiera puede hacerse con sus archivos STL e imprimirlos. Ahí es donde se encuentra actualmente el mercado de la impresión 3D. Necesitamos algo que agregue ese nivel adicional de seguridad.

Nuestro uso de blockchain se encuentra actualmente en etapa beta. Entonces, por ejemplo, podemos tomar un archivo STL y distribuirlo a socios confiables en todo el mundo, digamos en Asia o América del Norte. Estos socios tienen una clave de 16 dígitos y solo ellos pueden acceder al archivo. Nadie más puede acceder a dicho archivo o descargarlo. Ahí es donde entra en juego la cadena de bloques.

El concepto de cadena de bloques para la impresión 3D es, sin duda, todavía bastante temprano, especialmente cuando se trata de los tamaños de archivo con los que puede trabajar. Espero que probablemente transcurran entre 5 y 10 años para que la tecnología blockchain se convierta en una plataforma de almacenamiento decente como iCloud.

Ha mencionado la importancia de la seguridad. ¿Podría ampliar esto?

Absolutamente.

Comparemos AM con la fabricación tradicional, donde hay diseños de marcas registradas y con derechos de autor. Con AM, tiene un software de código abierto donde cualquiera puede producir un diseño. Modifica el diseño del archivo varias veces. Así que, potencialmente, podríamos pasar meses diseñando un componente y alguien más podría hacerse con el archivo STL y reclamar la propiedad del mismo.

La seguridad es la parte más esencial del proceso de impresión 3D. Y no es solo una cuestión de propiedad. Los productos falsificados podrían plantear un problema real, especialmente en la industria automotriz.

Cuando producimos pinzas de freno, por ejemplo, ¿qué pasa si alguien más se apodera de los archivos STL y produce una versión falsificada? Aquí, se convierte en una cuestión de rendimiento además de seguridad. El producto podría fallar y la gente aún lo compraría sin saberlo porque se ve similar.

¿Puede compartir historias de éxito de algún cliente?

Actualmente estamos trabajando con una organización en Manchester para desarrollar el primer kart eléctrico impreso en 3D del mundo. Esperamos revelar esto en unos seis meses.

También estamos trabajando con un equipo de carreras de Kent para desarrollar un basculante Ducati. Hemos tenido una respuesta abrumadora para esto, habiendo recibido 250 pedidos a partir de ahora.

¿Cómo cree que cambiará el panorama de la fabricación aditiva en los próximos 5 años?

En términos de habilidades, en mi opinión, la innovación se trata de personas y tecnologías. No tiene sentido impulsar tecnologías avanzadas sin la gente que las adopte. Actualmente, la industria carece de diseño para las habilidades de fabricación aditiva. Este es especialmente el caso en el Reino Unido.

Se está trabajando mucho en esta área. Entonces, en el Reino Unido, por ejemplo, tenemos el AMRC de la Universidad de Sheffield y el Centro de Tecnología de Manufactura (MTC), los cuales ofrecen habilidades de capacitación. Y en Carbon Performance, ofrecemos personalmente capacitación STEM a estudiantes de secundaria como parte de nuestra RSC. Les ofrecemos formación en DfAM, diseño generativo y optimización.

Hemos visto un gran crecimiento en el número de personas que desean aprender estas habilidades, especialmente para las aplicaciones de consumo.

¿Hay algún desafío que prevé?

Hay muchos desafíos, para ser honesto. El tema de la protección de la propiedad intelectual es quizás el más desafiante.

El segundo es hacer cumplir estrictas normas de fabricación y estandarización. Por ejemplo, no puede aplicar los mismos parámetros de proceso en diferentes máquinas del mercado.

En tercer lugar, está la disponibilidad de materiales adecuados. Si bien tenemos polvos de aluminio y titanio, todavía hay muchas inconsistencias en las propiedades de estos polvos, lo que es un problema cuando se trata de diseñar piezas precisas.

Por último, está la cuestión del volumen. La fabricación generalmente opera en un entorno de producción en serie de alto valor. Pero en los deportes de motor y AM operamos con un modelo de producción de bajo volumen / alto valor.

Daría otros 20 años para que AM se convierta realmente en un modelo de fabricación de alto volumen y bajo valor.

¿Cómo será 2019 para Carbon Performance?

En 2019 veremos nuestros componentes realmente en automóviles en las carreteras, en los que los consumidores confían.

Cuando hablo con consumidores y clientes que han estado en la industria automotriz durante 40-50 años, todavía tienen dudas de que la impresión 3D pueda producir piezas metálicas, incluso cuando les muestro nuestros componentes. tengo dudas sobre la impresión 3D que imprime metales.

Eso se debe probablemente a que el tiempo medio de adopción en la industria de las nuevas tecnologías lleva de cuatro a seis años y cuesta millones de libras.

Por lo tanto, estamos tratando de romper este estereotipo de que los componentes automotrices son componentes duros y fijos demostrando que podemos desarrollar componentes y aplicaciones inteligentes. Lo más importante es que estamos creando un ecosistema de componentes inteligentes conectados.

Por ejemplo, tenemos códigos QR incrustados en nuestros componentes, lo que le permite ver las especificaciones de un automóvil. También estamos trabajando en sensores de vida para deportes de motor para que pueda ver datos en vivo y tensiones en el producto en sí.

Finalmente, planeamos ingresar al mercado de América del Norte en marzo y tenemos 50 aplicaciones en trámite.

Finalmente, mencionó que toma de cuatro a diez años para que una industria adopte nuevas tecnologías. ¿Dónde está la tasa de adopción de AM en las carreras de alto rendimiento?

Para ser honesto, todavía está evolucionando. McLaren, por supuesto, es famoso por tener una máquina AM en la pista durante las carreras, pero eso es solo para fines de ajuste, lo hacen para pruebas de ajuste.

Pero la realidad es que si bien ha habido mucha innovación en la Fórmula 1, las inconsistencias en los materiales y procesos siguen siendo muy difíciles de superar. Le daría otros 5 años para que las carreras de alto rendimiento adopten completamente AM como método de fabricación.

Para obtener más información sobre el rendimiento del carbono, visite: www.carbonperformanceltd.com .