Impresión 3D en la industria automotriz:avances en el diseño y la producción

Desde los primeros días de la fabricación aditiva, la industria automotriz ha despertado interés en esta tecnología. El fabricante de automóviles estadounidense Ford compró la tercera impresora 3D jamás fabricada en 1986, lo que marcó el comienzo de una relación fructífera y productiva entre los segmentos de la impresión 3D y la automoción.

Desde la temprana adopción de la impresión 3D por parte de Ford, muchos fabricantes de automóviles han adoptado esta tecnología de alguna manera. Las grandes empresas automotrices han experimentado con la tecnología para ver su impacto en el desarrollo de productos y las cadenas de suministro, mientras que las nuevas empresas automotrices más pequeñas, como Divergent y Local Motors, han descubierto que la impresión 3D es una parte esencial de su producción.

Recientemente, la industria automotriz ha comenzado a experimentar un cambio desde aplicaciones predominantemente de creación de prototipos para la fabricación aditiva hacia la producción para uso final. La naturaleza flexible de la tecnología y la amplia libertad de diseño han significado que los fabricantes de automóviles puedan diseñar componentes de vehículos nuevos y de vanguardia, revolucionar sus flujos de trabajo de producción y ofrecer soluciones cada vez más personalizadas a los clientes.

Ventajas de la impresión 3D en la industria del automóvil

La fabricación aditiva es un término amplio para una serie de procesos que construyen piezas de forma aditiva en lugar de sustractiva. Básicamente, esto significa que las piezas se construyen capa por capa en lugar de quitar material de un bloque. Este enfoque de fabricación, así como las numerosas plataformas asociadas con la tecnología (incluida la estereolitografía, el modelado por deposición fundida, la sinterización selectiva por láser y más), ofrecen una gama de beneficios únicos que los procesos de fabricación más tradicionales no ofrecen.

Libertad de diseño

Debido a que las piezas se construyen capa por capa en la impresión 3D, el proceso abre oportunidades sin precedentes para la libertad de diseño, lo que a su vez crea oportunidades para la optimización y el aligeramiento de las piezas. En el sector automotriz, la capacidad de reducir el peso de un componente (y el peso total del vehículo) es esencial cuando se trata de mejorar la eficiencia del combustible. La impresión 3D ofrece la posibilidad de rediseñar y crear piezas de automóviles que integren geometrías internas complejas, reduciendo el peso y el uso de materiales sin sacrificar la calidad.

Consolidación de piezas

Más allá del peso ligero, la fabricación aditiva también puede permitir a los fabricantes rediseñar y consolidar piezas, transformando conjuntos de múltiples componentes en una sola pieza. Esta capacidad puede contribuir a que las estructuras sean cada vez más ligeras e incluso puede mejorar el rendimiento de una pieza determinada. En el sector de la automoción, la consolidación de piezas puede ayudar a agilizar los procesos de producción y montaje.

Personalización

Cuando uno piensa en la producción de automóviles, a menudo piensa en la fabricación en masa:sofisticadas líneas de producción que producen millones de las mismas piezas antes de ensamblarlas en automóviles. Sin embargo, con la proliferación de la impresión 3D, la industria automotriz está viendo nuevos grados de personalización de los automóviles a un costo viable. Especialmente para vehículos de bajo volumen o especiales, ahora es posible integrar características interiores personalizadas en los automóviles a un costo razonable. La marca de automóviles MINI, por ejemplo, permite a los clientes elegir entre una gama de piezas interiores personalizadas impresas en 3D.

Tiempos de respuesta rápidos

Hay varias formas en que la impresión 3D puede acelerar la producción de automóviles. Por un lado, en la etapa de creación de prototipos, la impresión 3D se puede utilizar para producir rápidamente piezas funcionales para realizar pruebas, lo que permite a los diseñadores e ingenieros automotrices determinar rápidamente si el diseño de un componente es viable. En la etapa de producción, los fabricantes de automóviles utilizan la impresión 3D para obtener herramientas rápidas, lo que reduce los costos.

Aplicaciones de creación de prototipos y preproducción para impresión 3D en la industria automotriz

Demostración de diseño

En el proceso de diseño de automóviles nuevos, es útil y a menudo necesario producir un prototipo físico para demostrar con precisión el concepto detrás del automóvil. Las tecnologías de impresión 3D, y especialmente los procesos multicolores y multimateriales, pueden permitir la producción rápida de prototipos únicos o modelos a pequeña escala que representen la estética y la estructura del automóvil. Desde faros hasta componentes interiores, las empresas automotrices utilizan cada vez más la impresión 3D para demostraciones de diseño realistas.

Prototipos funcionales

Ciertos procesos de impresión 3D, incluidos FDM industrial y AM metálico, también se utilizan para producir prototipos funcionales en la fase de diseño y desarrollo automotriz. Las piezas impresas en 3D se pueden producir, probar y modificar rápidamente hasta lograr el diseño óptimo.

Herramientas

Podría decirse que uno de los mayores impactos que ha tenido la impresión 3D en la industria automotriz es en la producción de herramientas, plantillas y accesorios en la fase de preproducción. La fabricación aditiva permite a los fabricantes de automóviles producir herramientas de bajo costo sobre la marcha, utilizándolas para lotes de producción pequeños o medianos o validar herramientas para la producción en masa.

Aplicaciones de producción para impresión 3D en la industria automotriz

Piezas personalizadas

Como hemos mencionado anteriormente, una de las mayores ventajas de la impresión 3D en el sector de la automoción es la personalización. A diferencia del moldeo por inyección, donde los costos se reducen cuantas más piezas se producen, el costo de la impresión 3D no depende de cuántas piezas se fabrican, lo que la hace adecuada para imprimir componentes únicos y personalizados. Del mismo modo, gracias al software de personalización y diseño digital, es posible iterar rápidamente elementos interiores o decorativos personalizados para vehículos de lujo o de edición especial.

Piezas de repuesto

Otra importante aplicación de producción de la impresión 3D en el ámbito de la automoción es la creación de repuestos o piezas de repuesto para vehículos raros o antiguos. Si una pieza se ha vuelto obsoleta, la impresión 3D hace posible que los especialistas en automoción realicen ingeniería inversa en los componentes y los produzcan sobre la marcha. El año pasado, por ejemplo, Siemens Industrial Turbomachinery Ltd. utilizó escaneo e impresión 3D para restaurar un automóvil de 100 años hasta dejarlo en condiciones de funcionar.

Componentes bajo el capó

Aunque sigue siendo un área de nicho de la impresión 3D para automóviles, las oportunidades para imprimir componentes debajo del capó están aumentando a medida que la tecnología continúa avanzando. En este momento, se están llevando a cabo algunos experimentos que demuestran la viabilidad de la AM para tales aplicaciones. Por ejemplo, Ford instaló recientemente un colector de admisión dentro de la atracción de rally “Hoonitruck” (la pieza metálica impresa en 3D más grande instalada en un automóvil hasta la fecha), mientras que Divergent Technologies también utiliza impresión 3D de metal para producir el chasis de su superdeportivo Blade.

Servicios de impresión RapidDirect3D

En RapidDirect, ofrecemos una gama de servicios de impresión 3D, que incluyen modelado por deposición fundida (FDM), impresión 3D PolyJet y sinterización láser selectiva, que son capaces de cumplir con una serie de aplicaciones automotrices. Gracias a una amplia gama de materiales, nuestras tecnologías de impresión 3D de vanguardia se pueden utilizar para producir prototipos funcionales, demostraciones de diseño, piezas personalizadas y más.

Nuestro equipo de expertos trabaja en estrecha colaboración con los clientes para garantizar que las piezas no solo se impriman en 3D y se entreguen a tiempo, sino que también estén optimizadas para la producción aditiva. Por último, nuestra gama de servicios de acabado profesionales proporciona productos y piezas impresos en 3D con un acabado de alta calidad.