El equipo de carreras realizó un molde impreso en 3D para una pieza muy compleja en tan solo cinco horas

Tecnum Motorsport revoluciona la producción de moldes de composite con los núcleos solubles impresos en 3D

Redacción Interempresas12/03/2018

Tecnun, un equipo de automovilismo formado por estudiantes, ha reducido considerablemente el tiempo y el peso necesario para crear piezas finales en automóviles de carreras, utilizando núcleos desechables impresos con tecnología Stratasys para producción de piezas de materiales composite.

El colector de admisión de fibra de carbono, fabricado mediante un núcleo desechable impreso en 3D, es un 60% más ligero que los producidos mediante los métodos convencionales, lo que se traduce en un rendimiento mejorado en la pista.

Tecnun, el equipo de carreras de automóviles de la Universidad de Navarra, España, diseña y fabrica todos los años sus propios automóviles que participan en la competición internacional de Formula Student. Gracias a la tecnología de fabricación aditiva de Stratasys proporcionada por el distribuidor local de la empresa, Pixel Sistemas, Tecnun puede recibir moldes complejos impresos en 3D para piezas clave del automóvil en unas pocas horas, en vez de las tres semanas que se necesitan cuando se usan moldes de aluminio fabricados con métodos tradicionales.

Además, el equipo utiliza el tiempo que se ahorra durante la producción para realizar más iteraciones del diseño y desarrollar piezas finales de fibra de carbono que son un 60% más ligeras que las fabricadas con los métodos convencionales, lo que mejora el rendimiento del automóvil en la pista.

Como explica Javier Aperribay, director técnico de Tecnun Motorsport, el diseño del colector de admisión, un componente esencial para asegurar un flujo de aire suficiente a los cilindros del motor a fin de aumentar la velocidad, es vital para el éxito del proyecto y es también un campo en el que se puede aplicar perfectamente la tecnología de Stratasys. “La fabricación de un colector de admisión es un proceso muy complejo, pues requiere varios componentes importantes, esenciales para la distribución del aire por los cuatro colectores de admisión”, explica Aperribay. “Queremos producir colectores de admisión en materiales composite de fibra de carbono, pero sabemos muy bien que para fabricar una pieza así se necesita un molde y así poder crear la pieza final. Utilizamos mecanizado por CNC para producir el molde en aluminio, pero se trata de un proceso costoso y poco flexible. Además, cualquier revisión de diseño que se aplique al molde retrasa los proyectos y supone costes adicionales”, indica.

Condicionados siempre por los ajustados calendarios de producción y las limitaciones de presupuesto, Tecnun había probado ya otras tecnologías de fabricación aditiva en busca de alternativas más rápidas y económicas para producir la herramienta de moldeo. Pero descubrió que los plásticos no eran lo suficientemente resistentes y se rompían durante el proceso de moldeo.

En colaboración con Pixel Sistemas y utilizando una impresora 3D Stratasys Fortus 450mc Production, Tecnun puede diseñar de manera satisfactoria herramientas de moldeo para piezas como el colector de admisión. Se imprime en 3D en material desechable ST-130, antes de envolver el molde en material composite de fibra de carbono. Una vez curado, se retira el núcleo desechable interno, dejando la pieza final de material composite.

Molde impreso en 3D para el colector de admisión fabricado por Pixel Sistemas en tan solo cinco horas con la impresora 3D Stratasys Fortus 450mc Production, un proceso que habría llevado tres semanas con los moldes de aluminio convencionales.

Reducción del tiempo de producción de piezas complejas de tres semanas a cinco horas

“Al utilizar núcleos solubles FDM de Stratasys, podemos realizar el colector de admisión en fibra de carbono en vez de tener que utilizar materiales más pesados y menos eficaces”, comenta Aperribay. “Si lo comparamos con los moldes de aluminio, la excepcional solubilidad del material ST-130 nos permite dar una forma más compleja al colector de admisión, lo que elimina la necesidad de montar todos los componentes individuales. Ahora podemos imprimir en 3D los moldes para el colector de admisión en solo cinco horas; nada que ver con los plazos de tres semanas asociados a los moldes de aluminio convencionales”.

Según Aperribay, el equipo también está impresionado por el rendimiento de los moldes de núcleo desechable impresos en 3D durante los procesos de moldeo de fibra de carbono y curado.

“Hemos descubierto que el material ofrece unos resultados muy buenos a altas temperaturas de hasta 121 °C y, a determinadas temperaturas, con presiones de hasta 620 kPa durante el curado”, comenta. “Al contrario que con los demás materiales de polímeros aditivos que probamos, el molde no se rompe y la calidad del colector de admisión de fibra de carbono resultante es fantástica. Esta tecnología ha facilitado la reacción de combustión óptima y nos ha permitido mejorar el rendimiento en la pista”, afirma Aperribay. “No cabe duda de que los materiales desechables FDM desempeñarán un papel esencial a la hora de superar nuestros retos de ingeniería”.

“El uso que hace Tecnun de los núcleos desechables impresos en 3D para reducir los plazos de producción y aumentar la complejidad de las piezas, y el hecho de que emplee el tiempo que ahorra en realizar más iteraciones del diseño para producir piezas mucho más ligeras, refleja la forma en que algunos de los principales equipos automovilísticos profesionales aprovechan nuestra tecnología”, explica Andy Middleton, presidente, EMEA, Stratasys. “Para nosotros es emocionante ver que los ingenieros del mañana adoptan con tanto éxito la fabricación aditiva, una tecnología que cada vez se emplea más en el sector de la automoción”.