Aplicaciones de la impresión 3D en la automoción
El mundo industrial está centrando toda la atención en las tecnologías de impresión 3D como vector tecnológico transformador del paradigma económico actual. Ello es debido a las características intrínsecas de la fabricación por impresión 3D: hace posible la materialización casi instantánea de un fichero CAD, abriendo la puerta a objetos de geometrías ‘imposibles’ y a su personalización a costes cada vez más competitivos.
Un repaso ágil al estado de la técnica pone de relieve la diversidad de tecnologías que se agrupan bajo el paraguas de la ‘fabricación aditiva’ (la denominación industrial más utilizada para la impresión 3D). Así, aunque estrictamente todas se basan en superponer capas delgadas para acabar conformando una pieza tridimensional, los materiales y el procedimiento empleado las hacen muy distintas: desde la que proporciona prototipos en yeso para la etapa de diseño del vehículo, a la que partiendo de polvo metálico, materializa una turbina del turbocompresor montable en coche. Tecnologías como la estereolitografia (resina epoxi fotosensible polimerizada con láser) o SLS (polvo de poliamida sinterizado también con láser), así como la deposición de hilo plástico fundido) son de uso habitual en cualquier centro técnico de desarrollo automotriz.
Así, en el contexto del sector de automoción, hemos pasado de tecnologías para facilitar la obtención de prototipos (Rapid Prototyping) a tecnologías que permiten disponer de un producto plenamente funcional (Rapid Manufacturing). Se está aún lejos de que los coches salgan de las líneas de montaje con piezas impresas (exceptuando el mundo de la competición y los segmentos de vehículos de lujo). Pero sí se están usando moldes impresos en 3D para determinados casos, como acelerar la obtención de piezas inyectadas en material final plástico. Las preseries en poliuretano partiendo de moldes de silicona en que los modelos han sido obtenidos mediante estereolitografia son también un estándar.
Hagamos un rápido vistazo a algunas de las dificultades de la aplicación de la fabricación aditiva a la producción normal de vehículos: faltan técnicos preparados en nuevas tecnologías, las velocidades de producción de la impresión 3D son muy lentas, las máquinas no pueden más que hacer piezas pequeñas, inexistencia de protección legal ante la piratería de los complejos diseños que la impresión 3D hace posible, poca evolución de la potencialidad de realizar piezas únicas de alta complejidad que reemplacen conjuntos de piezas en el coche, y la inexistencia de tecnologías que aborden la necesidad de piezas multimateriales. No son pocas cosas, de manera que las tecnologías actuales de fabricación (estampación, mecanización, soldadura, inyección…) tienen y tendrán un largo recorrido por delante.
Pero la promesa sobre las posibilidades de la fabricación aditiva es espectacular en campos como el ultraaligeramiento de piezas. El hecho de poder imprimir usando polvo de metales como el acero o el aluminio hace que sea posible de fabricar piezas en que cada gramo de material está colocado donde hace falta. Estructuras que mimetizan a la naturaleza, con vaciados y nervios imposibles, son ahora posibles. ¿Por qué? Pues debido a que la construcción se hace por capas y al hecho que el polvo no solidificado en cada capa hace de elemento sustentante de las siguientes: podemos imprimir piezas con una piel exterior que le de resistencia y una estructura mallada interna que le aporte rigidez. Eso, con tecnologías como la fundición, la mecanización o el moldeo, resulta imposible. Así, nace todo un reto para los ingenieros, y a la luz de esta necesidad han venido en su ayuda toda una paleta de programas CAE (Computer Aided Engineering) capaces de guiar la optimización del material empleado partiendo del diseño CAD.
El hecho es que la impresión 3D ya no es nada ajena a las oficinas técnicas implicadas en el desarrollo de componentes de vehículo, y éstas deben escoger entre el outsourcing o la integración de estas tecnologías para poder disponer de piezas que trasladen a la realidad lo que hace un momento estaba en la pantalla de CAD. Desde la Fundación CIM de la Universidad Politécnica de Cataluña, ya hace más de 15 años que se proporcionan servicios de prototipado rápido con los últimos medios tecnológicos. La novedad de los últimos años ha sido poner al alcance de las ingenierías un acceso fácil a sus propios medios, de forma que impresoras de doble cabezal independiente como la Sigma de BCN3DTechnologies, de código abierto, están disponibles por menos de 2.000 €, algo inimaginable hasta la fecha.
Un vistazo al futuro nos permite imaginar que la posibilidad de la personalización masiva a coste competitivo sea un hecho en automoción. Ya hay páginas web que permiten encargar un prototipo en pocas horas, o encontrar a alguien cerca de casa con una impresora 3D que nos haga nuestra pieza doméstica. La revolución de los ‘makers’ no ha hecho más que empezar, y va a revolucionar la economía. Sí, ya hay coche impresos, aunque su nivel estético y técnico deja mucho que desear. Pero es el principio. Hay que estar a punto para ese día, y lo que hay que hacer es trabajar: investigar en materiales, hacer pruebas, iniciar proyectos prospectivos… el futuro será para los que se hayan preparado para él.
