Entrevista a Jan Tremel: Cómo Bosch aprovecha la impresión 3D en su Centro de Competencia de Tren de Potencia

La multinacional alemana de ingeniería y tecnología Bosch es líder global en componentes automotrices, tecnología industrial, bienes de consumo, energía y soluciones para construcción.
 
Bosch ha adoptado la fabricación aditiva (AM) en cada división, usándola para acelerar prototipado y permitir producción flexible bajo demanda que reduce tiempo de comercialización y agiliza cadenas de suministro.
La compañía mantiene un Centro de Competencia (CoC) dedicado de impresión 3D que impulsa innovación en todas las líneas de producto.
 
Hoy hablamos con Jan Tremel, Jefe del CoC dentro de la unidad Powertrain Solutions, para descubrir cómo AM entrega valor, los retos de adopción interna y el futuro de la impresión 3D en el sector automotriz.
¿Podría contarnos un poco sobre su trayectoria y cómo se involucró en AM?

Me involucré por primera vez entre 2006 y 2007, durante el auge del movimiento RepRap. Fascinado por la tecnología, construí mi primera impresora 3D en la universidad. Cuando me uní a Bosch, visualicé el impacto de tener una pequeña impresora 3D in-house. Esa visión provocó una serie de propuestas que finalmente establecieron el CoC. Bosch entonces se dio cuenta de que integrar AM tanto para plásticos como para metales era esencial para desarrollar la próxima generación de componentes de motor de combustión.
Estoy basado en la unidad Powertrain Solutions, que representa casi un cuarto de los ingresos anuales de Bosch y emplea aproximadamente un cuarto de la plantilla de la compañía. En este rol, nos enfocamos en desplegar impresión 3D en proyectos de alto impacto – bombas de gasolina y diésel de alta presión, inyectores y sistemas hidráulicos – donde la tecnología puede entregar ganancias reales de rendimiento.
Actualmente lidera el Centro de Competencia de Impresión 3D. ¿Podría contarnos sobre el trabajo que hacen allí y cómo aplican la tecnología?

Como jefe del Centro de Competencia de impresión 3D, superviso una cartera que abarca cuatro ramas principales de negocio: tecnologías para construcción, bienes de consumo, tecnología industrial y soluciones de tren de potencia automotriz. Cada rama alberga equipos dedicados a integrar AM en sus carteras de producto.
En Powertrain Solutions, aproximadamente el 50% de mi tiempo se dedica a ingeniería de producto. Colaboro estrechamente con I+D para incrustar componentes impresos en 3D en nuevos conceptos de producto, aprovechando la libertad de diseño que ofrece la fabricación aditiva. También me asocio con plantas de manufactura para formar y habilitar a trabajadores de línea para adoptar AM en operaciones diarias.
Por ejemplo, un equipo de mantenimiento encargado de mantener una línea de producción funcionando continuamente necesita reemplazar un gripper de robot roto rápidamente. Organizamos talleres que demuestran cómo materiales estándar y una simple impresora 3D pueden producir un reemplazo funcional, eliminando tiempo de inactividad.
También nos enfocamos en oportunidades de reducción de coste. Reemplazando piezas existentes con diseños optimizados impresos en 3D, podemos acortar tiempos de ciclo, reducir desperdicio y recortar costes internos – particularmente en dispositivos de test donde la iteración rápida es crucial.

¿Qué valor aporta la impresión 3D a la industria automotriz?
 
AM expande el kit de herramientas de un ecosistema de manufactura automotriz altamente maduro que ya confía en mecanizado, moldeo por inyección y recubrimiento. Los procesos tradicionales destacan en producción de alto volumen, pero pueden ser costosos y lentos para iterar. AM ofrece una alternativa rápida y de bajo coste que acorta el ciclo diseño-a-prototipo de meses a semanas.
 
Tome una pieza plástica compleja que normalmente requeriría una herramienta de moldeo – 12 a 14 semanas para fabricar. Con impresión 3D, la misma pieza puede producirse en 2 a 4 semanas, permitiendo hasta tres iteraciones de diseño antes de finalizar la geometría. Esta agilidad se traduce en tiempo de comercialización más rápido y mejor calidad de producto.
 
Para producción en serie, AM probablemente jugará un papel de nicho hoy, principalmente en aplicaciones de bajo volumen y altamente personalizadas como coches de lujo o deportivos. Sin embargo, a medida que velocidades de construcción y rendimiento de materiales mejoren, anticipamos un cambio gradual hacia tamaños de lote mayores – moviéndose de unos cientos a varios miles de piezas por tirada.

¿Quedan retos por superar con AM para acelerar su transición a producción en serie?
 
Varias barreras permanecen antes de que AM pueda escalar a producción en masa en automotriz. Primero, disponibilidad y rendimiento de materiales son críticos. Acero de alta resistencia y poliamidas reforzadas con fibra de vidrio – requeridas para componentes de alta presión y piezas adyacentes al motor – no están aún plenamente igualadas por materiales AM. La microestructura producida por deposición capa a capa difiere de la de piezas mecanizadas convencionalmente, afectando propiedades mecánicas y tolerancia.
 
Segundo, precisión dimensional y repetibilidad necesitan mejora. Tolerancias ajustadas, como agujeros pequeños en conectores, plantean retos para impresoras actuales. Consistencia entre diferentes máquinas y lotes sigue siendo trabajo en progreso.
 
Tercero, muchos procesos AM involucran pasos manuales de post-procesado – ej. eliminación de polvo para construcciones metálicas – que añaden coste y complejidad. Aunque la automatización avanza, estas actividades siguen siendo intensivas en mano de obra.
 
La productividad es un impulsor clave; el sector automotriz demanda alto rendimiento a bajo coste unitario.

¿Cómo ve la evolución de AM en la industria automotriz en los próximos 5 años?
 
A diferencia de aeroespacial o dispositivos médicos, los componentes automotrices típicamente tienen un ciclo de vida más corto y restricciones de coste más ajustadas. Consecuentemente, AM continuará sirviendo principalmente como acelerador de prototipado rápido y desarrollo de producto. La producción en serie a gran escala vía fabricación aditiva probablemente esté aún varios años lejos.
 
Esperamos adopción incremental en aplicaciones especializadas – acabados interiores personalizados, utillaje ligero y piezas para vehículos de bajo volumen – mientras procesos convencionales seguirán dominando para componentes de producción masiva.

¿Es difícil convencer a la gente del valor de la impresión 3D, o encuentra que la gente es muy receptiva a adoptar la tecnología?
 
Inicialmente, adoptamos un enfoque "misionero", abogando el potencial transformador de la impresión 3D. Hoy, nuestro foco ha cambiado a proyectos basados en datos que demuestran beneficios tangibles. Ya no afirmamos que todo puede imprimirse; evaluamos cada caso de uso críticamente.
 
La adopción generalizada de impresoras domésticas también ha bajado la barrera de entrada. Muchos empleados ahora tienen experiencia práctica con impresión 3D, haciendo la tecnología más accesible y permitiéndoles aplicarla directamente en el trabajo.

¿Hay tendencias en la industria que le entusiasmen?
 
Nos entusiasman start-ups que entregan soluciones probadas, y grandes fabricantes que invierten en procesos AM avanzados. El mercado está madurando: los filamentos ahora vienen con especificaciones técnicas completas – datos mecánicos, información de seguridad y certificados de calificación – haciendo la tecnología más fiable y fácil de integrar en flujos de trabajo de ingeniería.

¿Qué depara 2024 para la unidad de negocio Powertrain Solutions en Bosch, respecto a AM?
 
En el próximo año, nuestra estrategia priorizará reducción de coste y optimización de proceso. Planeamos ampliar la disponibilidad de impresión 3D en Powertrain Solutions, ofreciendo a nuestros equipos la flexibilidad para usar AM para producción de volúmenes pequeños a medianos y para prototipar piezas complejas más rápidamente.