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Bienvenidos a un nuevo episodio en el podcast de CESVIMAP.
Hoy os queríamos contar una tecnología que está logrando que los coches tengan piezas de repuesto más fáciles y más baratas. Vamos a hablar de impresión 3D.
Hace unos años surgió el YoYo, el primer coche impreso en 3D creado por la empresa italiana XEV. Pues bien, no solo es que ya hemos visto este pequeño automóvil circular por las calles. Es que en CESVIMAP ¡tenemos uno!
XEV Yoyo es un coche 100% eléctrico que se lanzó en mayo de 2021. La versión a la venta es un cuadriciclo ligero que exige el carné de conducir B. Si quieres otro día te hablamos más de este vehículo. Pero ahora, vamos a entrar en su sistema de producción.
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Hoy tenemos con nosotros a Irene Lastras, ingeniera de CESVIMAP, y quien conoce las diferencias entre impresión 3D, fabricación aditiva, etc.
Hola a todos. Sí, claro, Teresa. Pues os cuento que Irene es ingeniera, con especialidad en diseño industrial y desarrollo de producto por la Universidad de Valladolid. También tiene un Máster en diseño y gestión de proyectos tecnológicos por la Universidad de La Rioja. En CESVIMAP, Irene ha trabajado en los departamentos de Carrocería y nuevos vehículos. Actualmente, es la responsable del área Multimedia.
Irene es abulense. Le gustan mil cosas, un día es la Alexia Putellas del fútbol (la primera española Balón de Oro); otro día es Mireia Belmonte en la piscina; más adelante se vuelca con el hockey sobre patines; y es entonces cuando las sevillanas entran en su vida para, una semana después, dejarlo todo por el yoga. A lo que sí es completamente fiel Irene es a viajar, a conocer otras culturas. Bueno, pues nuestra viajera nos va a acercar a la aplicación de la fabricación aditiva en automoción y al impacto que estas tecnologías suponen para el sector asegurador.
Vamos con la primera pregunta, Irene...
1. Hablamos de impresión 3D, pero nos suena también otro término, fabricación aditiva ¿significan los mismo? ¿cuáles son las diferencias entre fabricación aditiva e impresión 3D?
Es cierto que coloquialmente se usa indistintamente, pero realmente no son lo mismo. La impresión 3D es una forma de fabricación aditiva; la fabricación aditiva la componen diferentes tecnologías, como el SLA ( Stereo litography apparatus - resinas), el SLS (selective laser sintering - polvo) y el FDM (Fused deposition modeling- función por deposición), que es donde estaría incluida la “impresión 3D”
También cabe mencionar que el término “fabricación aditiva» se asocia más comúnmente con aplicaciones industriales y comerciales, mientras que el término «impresión 3D» se asocia con aplicaciones recreativas y público generalista.
2. ¿Qué ventajas tiene este método de fabricación frente a otros convencionales? (fundición, estampación y embutición en la automoción)
Tiene 3 ventajas destacadas:
- la disminución de los tiempos de producción
- la personalización
- y el coste.
A estos podríamos añadir la sostenibilidad. Este tipo de fabricación reduce mucho la contaminación en origen. Al existir una reducción de tiempos, se reduce la tecnología empleada y con ello el consumo de energía. Y no solo esto, sino que al producirse de manera local en su totalidad existe una reducción significante de las emisiones, se eliminan pasos de la cadena de suministro. A esto hay que añadirle la existencia de una gran variedad de materiales sostenibles, como el PA11 derivado del aceite de ricino.
3. En estos tiempos que corren, es importante el factor económico. A un proceso de fabricación flexible, y a unas actualizaciones técnicas más rápidas ¿se une un precio menor para el recambio?
Como decía, la reducción de costes es una de las grandes ventajas que trae consigo este tipo de fabricación. Se debe a varios factores
Un menor coste del material: A diferencia de los métodos de mecanizado, en la fabricación aditiva, el material se agrega capa por capa, solo en la cantidad necesaria. Así, se reduce de forma sustancial el desperdicio de la materia prima, lo que se traduce en un ahorro considerable.
Funcionalidad de los prototipos: Al aumentar las interacciones debido al bajo coste, se facilita y acelera la introducción de cambios en esta etapa. El resultado es un desarrollo más rápido, menos costoso y más satisfactorio del producto final. Además, en la mayoría de los casos, se reduce la cantidad de trabajo asociado, especialmente cuando se trata de conseguir elementos complejos y de metal.
Reducción de costes de almacenamiento de repuestos: Se lleva a cabo una fabricación bajo demanda con tiempos de fabricación cortos, por lo que se eliminan los costes de producción innecesaria y de almacenamiento. Hay marcas, como Ford que ya tienen publicada una biblioteca de archivos 3D de accesorios para ser impresas y así personalizar sus vehículos. Han puesto una ranura en llamada FITS, que permite a los usuarios añadir todo tipo de accesorios (posavasos, ceniceros, soporte para el móvil, enganche para bolsas..)
4. ¿Existen impresoras 3D cuyo material de aportación sea otro?, madera, caucho...
No, en el caso de la madera existen materiales con cargas, es decir que contienen un 30-40% de madera con 60 – 70% de polímero que sirve de aglutinante. En el caso del caucho, hoy en día no es posible, ya que se trata de un material orgánico. Lo que quiere decir que para mejorar su elasticidad y resistencia necesita ser vulcanizado, por lo que no puede existir en un estado fluido.
El hecho de que el caucho no puede estar en estado fluido es el motivo por el que la impresión 3D de caucho no es posible.
5. Respecto al marco legal ¿que garantiza la seguridad y calidad de las nuevas piezas que se introducen en el mercado?
Aquí se dan dos cuestiones, las piezas que están fabricadas por el fabricante y las que se fabrican fuera.
En el primer caso, las piezas pasan los mismos controles que pasarían si fueran fabricadas por un proceso convencional. Por lo tanto, el marco legal y calidad son los óptimos para la pieza en cuestión. El “problema” viene cuando esas piezas no se fabrican con las máquinas y parámetros establecidos, o por quienes las han diseñado. En esos casos estaríamos infringiendo la ley de propiedad intelectual, y no se garantizaría la calidad de esas piezas.
Comentábamos antes que Ford había creado una biblioteca de accesorios para la impresión propia, obviamente en este tipo de piezas, no podemos garantizar la calidad dado que no sabemos cómo han sido impresas. En este caso no es algo critico ya que se trata de accesorios sin componente estructural.
6. Volviendo al XEV Yoyo que comentábamos ¿qué se puede personalizar con esta técnica de fabricación? Cuéntanos de otros vehículos que también utilicen esta técnica.
La particularidad que tiene el Yoyo, es que no solo han usado esta tecnología para las piezas personalizables, como pueden ser las molduras interiores y exteriores, sino que también lo emplean en piezas de la carrocería. Debido a la facilidad de personalización, el vehículo se encuentra disponibles en 9 combinaciones de exterior, 7 en bitono, más molduras a juego. Pero esto es solo el principio…
Según el fundador y CEO de la compañía: “La impresión 3D elimina el 90% de los costos y retrasos. Además, permite ofrecer varias iteraciones y modernizar constantemente el vehículo de acuerdo con la demanda del mercado y los comentarios de los usuarios”.
Casi todas las marcas están haciendo sus pinitos con esta tecnología debido a las ventajas que hemos comentado.
Desde lo más básico como puede ser la creación de útiles para la cadena de montaje, la incorporación de componentes putamente estéticos, como es el caso de mini con la iluminación led de los umbrales de puerta, piezas de repuesto de vehículos descatalogados como Mercedes, se decanta por el mundo de la reparación y se lanza con impresión metálica de piezas de repuesto de modelos antiguos. Han completado una cobertura del termostato en metal para sus camiones y por último el caso más avanzado que este que estamos viendo, que es la incorporación de esta tecnología en el proceso de fabricación en serie como es el caso de Ford, pequeñas piezas para el sistema de climatización del Focus
7. //Comentabas que Mercedes ha impreso piezas en metal, ¿Qué tipo de materiales se pueden imprimir? Si pensamos en impresión 3D la cabeza se nos suele ir al plástico// ¿Existen impresoras 3D cuyo material de aportación sea otro, diferente al plástico? Metal, madera, caucho... Y, sobre todo,// ¿son seguros además de medioambientalmente sostenibles? ¿Se reducen los residuos y el uso de materias primas?
Efectivamente, cuando empezó el tema de la impresión 3D, el material inicial y más común eran los plásticos. Según ha ido pasando el tiempo se han ido incorporando otros tipos de plásticos mas avanzados como pueden ser el Ultem, el nylon o polipropilenos con mayor rendimiento y alta resistencia.
Sin embargo, hemos visto que en los últimos años se han incorporados nuevos materiales que permite ampliar mucho las opciones de uso de esta tecnología, como son los metales; aluminio, titanio, acero…
7. Suponemos que la evolución de este tipo de producción de piezas merecerá asignar recursos adicionales en la fabricación de vehículos. Pero ¿crees que podría cambiar el método de producción en serie en un futuro? ¿Desbancará a la fabricación tradicional?
Desbancar a la fabricación tradicional NO, la fabricación aditiva no ha venido a sustituir a ningún otro método de fabricación, sino a convivir con ellos. En función de las propiedades que requieran las piezas finales se elegirá siempre la tecnología que mejor se adapte.
Ya hay marcas que tienen estos procesos en su línea de montaje, hemos hablado del caso del Ford Focus, también el BMW i8 Roadster (soporte de la cubierta de la capota). Se están creando grandes centros de fabricación aditiva que refuerzan esta idea, como el de BMW en Munich Se espera que la producción alcance los 50,000 componentes en serie por año, con más de 10,000 piezas individuales y de repuesto.
8. ¿Qué papel juega la robótica en la evolución de esta tecnología?
Yo diría que más bien es al contrario, qué papel juega la impresión 3D en la robótica. La impresión 3D puede producir piezas mucho más precisas para proyectos de robótica con menos material desperdiciado. Los productos metálicos se pueden producir mucho más baratos que con los métodos de fabricación tradicionales.
Si nos referimos a los robots de impresión 3D, si existen brazos robóticos que han sido adaptados para ser convertidos en “impresoras 3D” de grandes dimensiones. Pero en general la fabricación aditiva trabaja mediante maquinaria y no robots de fabricación.
Por nuestra parte, nos despedimos y os emplazamos para nuestro próximo programa podéis escribir vuestros comentarios a [email protected], así que aprovechad para mandaros propuestas y temas que os gustaría que tratásemos.
Pasad un buen día.
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