Todo el chasis del automóvil de Divergent3D está impreso en 3D. Hizo su debut público en el stand de SLM Solutions en Formnext 2018 en Frankfurt, Alemania, del 13 al 16 de noviembre.
Si tiene algún conocimiento práctico de la fabricación aditiva (AM), probablemente esté familiarizado con las boquillas de impresión 3D para la plataforma de motores a reacción Leap de GE. La prensa empresarial ha estado cubriendo esta historia desde 2012, ya que de hecho fue el primer caso bien publicitado de AM en acción en un entorno de producción del mundo real.
Las boquillas de combustible de una pieza reemplazan lo que solía ser un conjunto de 20 partes. También tenía que tener un diseño robusto porque estaba expuesto a temperaturas de hasta 2400 grados Fahrenheit dentro del motor a reacción. La parte recibió la certificación de vuelo en 2016.
En la actualidad, GE Aviation supuestamente tiene más de 16 000 compromisos para sus motores Leap. Debido a la fuerte demanda, la compañía informó que imprimió su boquilla de combustible impresa en 3D número 30 000 en el otoño de 2018. GE Aviation fabrica estas piezas en Auburn, Alabama, donde opera más de 40 impresoras 3D de metal para la producción de piezas. GE Aviation informa que cada motor Leap tiene 19 boquillas de combustible impresas en 3D.
Es posible que los funcionarios de GE estén cansados ​​de hablar sobre las boquillas de combustible, pero allanaron el camino para el éxito de AM de la empresa. De hecho, todas las reuniones de diseño de motores nuevos comienzan con una discusión sobre cómo incorporar la fabricación aditiva en los esfuerzos de desarrollo de productos. Por ejemplo, el nuevo motor GE 9X actualmente en proceso de certificación tiene 28 boquillas de combustible y un mezclador de combustión impreso en 3D. piezas impresas que ayudan a reducir el peso del motor en un 5 por ciento.
“Lo que hemos estado haciendo durante los últimos años es aprender a fabricar piezas fabricadas aditivamente realmente grandes”, dijo Eric Gatlin, jefe del equipo de fabricación aditiva de GE Aviation, hablando a la multitud reunida en el stand de la compañía en Formnext 2018 en Frankfurt, Alemania., principios de noviembre.
Gatlin continuó llamando a la adopción de AM un "cambio de paradigma" para GE Aviation. Sin embargo, su compañía no está sola. Los expositores en Formnext señalaron que había más fabricantes (OEM y Tier 1) en la feria de este año que nunca antes. empresas automotrices y de transporte La tecnología se está viendo de una manera nueva. Una forma mucho más seria.
En una conferencia de prensa de Formnext, el vicepresidente sénior de Ultimaker, Paul Heiden, compartió detalles de cómo Ford usó las impresoras 3D de la compañía en su planta de Colonia, Alemania, para crear herramientas de producción para el Ford Focus. Dijo que la compañía ahorró alrededor de 1000 euros por herramienta de impresión en comparación con comprar la misma herramienta de un proveedor externo.
Si los ingenieros de fabricación se enfrentan a la necesidad de herramientas, pueden cargar el diseño en el software de modelado CAD 3D, pulir el diseño, enviarlo a una impresora e imprimirlo en cuestión de horas. Los avances en el software, como la incorporación de más tipos de materiales, han ayudado a que las herramientas de diseño sean más sencillas, por lo que incluso los "no capacitados" pueden trabajar con el software, dijo Heiden.
Con Ford capaz de demostrar la utilidad de las herramientas y accesorios impresos en 3D, Heiden dijo que el próximo paso para la compañía es abordar el problema del inventario de piezas de repuesto. En lugar de almacenar cientos de piezas, se utilizarán impresoras 3D para imprimirlas a medida que se ordenan. A partir de ahí, se espera que Ford vea qué tipo de impacto puede tener la tecnología en la producción de piezas.
Otras empresas automotrices ya están incorporando herramientas de impresión 3D de manera imaginativa. Ultimaker brinda ejemplos de herramientas que utiliza Volkswagen en su planta en Palmela, Portugal:
Producida en una impresora 3D Ultimaker, la herramienta se utiliza para guiar la colocación de los pernos durante la colocación de las ruedas en la planta de ensamblaje de Volkswagen en Portugal.
Cuando se trata de redefinir la fabricación de automóviles, otros piensan mucho más grande. Kevin Czinger de Divergent3D es uno de ellos.
Czinger quiere repensar la forma en que se construyen los autos. Quiere crear un nuevo enfoque utilizando modelado por computadora avanzado y AM para crear chasis que sean más livianos que los marcos tradicionales, contengan menos piezas, brinden un mayor rendimiento y sean menos costosos de producir. Divergent3D exhibió su chasis impreso en 3D en el stand de SLM Solutions Group AG en Formnext.
El chasis impreso en la máquina SLM 500 consta de nodos de autofijación que encajan después de la impresión. Los funcionarios de Divergent3D dicen que este enfoque para el diseño y ensamblaje del chasis podría ahorrar $ 250 millones al eliminar los costos de herramientas y reducir las piezas en un 75 por ciento.
La empresa espera vender este tipo de unidad de fabricación a los fabricantes de automóviles en el futuro. Divergent3D y SLM han formado una estrecha asociación estratégica para lograr este objetivo.
Senior Flexonics no es una empresa muy conocida por el público, pero es un importante proveedor de componentes para empresas de las industrias automotriz, diésel, médica, petróleo y gas y generación de energía. Los representantes de la empresa se reunieron con GKN Powder Metallurgy el año pasado para analizar las posibilidades de la impresión 3D, y los dos compartieron sus historias de éxito en Formnext 2018.
Los componentes rediseñados para aprovechar la AM son válvulas de admisión y escape para enfriadores de recirculación de gases de escape para aplicaciones de camiones comerciales, tanto dentro como fuera de la carretera. Advanced Flexonics está interesado en ver si hay formas más eficientes de crear prototipos que puedan resistir las pruebas del mundo real y posiblemente la producción en masa. Con años de conocimiento en la producción de piezas para aplicaciones automotrices e industriales, GKN tiene un conocimiento profundo de la porosidad funcional de las piezas metálicas.
Esto último es importante porque muchos ingenieros creen que las piezas para ciertas aplicaciones de vehículos industriales requieren una densidad del 99 %. En muchas de estas aplicaciones, ese no es el caso, según el director ejecutivo de EOS, Adrian Keppler, de lo que da fe el proveedor de tecnología de máquinas y socio.
Después de desarrollar y probar piezas fabricadas con material EOS StainlessSteel 316L VPro, Senior Flexonics descubrió que las piezas fabricadas de forma aditiva cumplían sus objetivos de rendimiento y podían fabricarse más rápido que las piezas fundidas. Por ejemplo, el portal se puede imprimir en 3D en un 70 % del tiempo en comparación con el proceso de fundición. En la conferencia de prensa, todas las partes involucradas en el proyecto reconocieron que esto tiene un gran potencial para la producción en serie en el futuro.
“Tienes que repensar cómo se fabrican las piezas”, dijo Kepler. “Tienes que ver la fabricación de manera diferente.No son piezas fundidas ni forjadas”.
Para muchos en la industria AM, el santo grial es ver que la tecnología obtenga una adopción generalizada en entornos de fabricación de alto volumen. A los ojos de muchos, esto representaría una aceptación completa.
La tecnología AM se utiliza para producir estas válvulas de entrada y salida para enfriadores de recirculación de gases de escape para aplicaciones de camiones comerciales. El fabricante de estas piezas prototipo, Senior Flexonics, está investigando otros usos para la impresión 3D dentro de su empresa.
Con esto en mente, los desarrolladores de materiales, software y máquinas están trabajando arduamente para ofrecer productos que permitan esto. Los fabricantes de materiales están buscando crear polvos y plásticos que puedan cumplir con las expectativas de rendimiento de manera repetible. Los desarrolladores de software están tratando de expandir sus bases de datos de materiales para hacer que las simulaciones sean más realistas.
“He estado en esta industria durante 20 años y, durante ese tiempo, no dejaba de escuchar: 'Estamos a punto de llevar esta tecnología a un entorno de producción'.Así que esperamos y esperamos”, dijo el director del centro de competencia de fabricación aditiva de UL.dijo Paul Bates, Gerente y Presidente del Grupo de Usuarios de Fabricación Aditiva. “Pero creo que finalmente estamos llegando al punto en el que todo está convergiendo y está sucediendo”.
Dan Davis es editor en jefe de The FABRICATOR, la revista de formación y fabricación de metal de mayor circulación en la industria, y sus publicaciones hermanas, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal y The Welder. Ha estado trabajando en estas publicaciones desde abril de 2002.
El Informe aditivo se centra en el uso de tecnologías de fabricación aditiva en la fabricación del mundo real. Actualmente, los fabricantes utilizan la impresión 3D para fabricar herramientas y accesorios, y algunos incluso utilizan la fabricación aditiva para trabajos de producción de gran volumen. Sus historias se presentarán aquí.