Locales | Educacionales 21/03/2020 16:58 hs.

Impresión 3D y el padre de los avances tecnológicos

En la actualidad, podemos decir que la impresión 3D ayudo a que todos los equipos de Fórmula 1 lograran sus objetivos. ¿Por qué?, todos están utilizando la tecnología de manufactura aditiva para fabricar componentes de sus bólidos. En esta categoría, impulsada por los avances tecnológicos y cambio permanentes, todos los procesos que permiten fabricar componentes ultrarrápidos de alta precisión con volumen unitario, caen como “anillo al dedo” para implementar mejoras aerodinámicas.

Como es de esperar, otros deportes del mundo motor también están utilizando esta tecnología. La Indycar, Lemans, WRC, Fórmula 2, Fórmula 3, Fórmula E y Moto GP, son algunas de las categorías que están aprovechando los beneficios, sin embargo, la F1 es el pionero del progreso tecnológico en los deportes motor. Ha sido el primero en implementarlo y el mayor usuario. Muchos equipos de fórmula 1 se asocian con los gigantes de impresión 3D, para colaborar y realizar desarrollos en conjunto. Podemos citar al equipo McLaren, que firmó contrato de colaboración de 4 años con Stratasys. Otros ejemplos son el equipo Renault F1 y 3DSystems o Williams Formula One y EOS.

Después de esta introducción seguramente se preguntarán, ¿desde qué año se utilizan piezas impresas? ¿Dónde y cómo se utilizan?

Ya en el año 1998 el equipo Renault F1 compró su primera impresora 3D. Por supuesto, el uso de esta tecnología no fue utilizable hasta el año 2010. Al comienzo las escuderías eran beneficiadas en la elaboración de prototipos de forma rápida, que luego eran trabajados y utilizados en el túnel de viento. Esto le permitían realizar pruebas y modificaciones aerodinámica en muy corto tiempo, una vez encontrada la forma ideal, se realizaba la producción con el método habitual. En la actualidad, los equipos siguen el mismo proceso, con una “pequeña” diferencia, utilizan impresión 3D para producir la pieza final.

Según informaron algunos equipos de F1, cada auto del año 2019 tuvo cerca de 100 piezas impresas con distintos métodos o tecnologías. Normalmente utilizan 2 o 3 individualmente, también suelen combinar tecnologías de impresión 3D para lograr el nivel de calidad necesario para sus partes.

La tecnología FDM (Modelado por Deposición de material Fundido) fue la primera que adoptaron. Se puede crear muestras rápidas, accesorios y prototipos en una etapa temprana del proyecto. Sin embargo, aún es limitada ya que carece de la capacidad de soportar partes funcionales. Se utiliza para producir piezas como cajas eléctricas, conductos de refrigeración y cubiertas aerodinámicas.

La tecnología SLA (Estereolitografía) también es utilizada, pueden lograr geometrías complejas, lo que es una necesidad fundamental en varios componentes. Sin embargo, está limitada a componentes que no requieren mucha solicitud mecánica. Debido a esto, las compañías de impresión 3D y los fabricantes de materiales están desarrollando constantemente nuevos materiales. Hoy en día, esta tecnología se ha convertido en el estándar para producir piezas de túnel de viento a escala.

Las tecnologías SLS (Sinterización Selectiva por Láser) y la DMLS (Sinterización Directa por Láser de Metal) son las más utilizadas en la F1. Esta tecnología tiene varias ventajas sobre las explicadas anteriormente. Se obtienen piezas isotrópicas (mismas características mecánicas en todas las direcciones), más consistente y no necesita soportes. Esto ahorra tiempo, que lo hace ideal para los equipos de F1. Las piezas funcionales de un automóvil se producen en SLS o DMLS. En el tiempo necesario para producir una sola parte en FDM, puede obtener 10 partes en SLS, es una gran ventaja cuando se fabrican muchas variaciones de un diseño para verificar cuál se adapta mejor a sus necesidades. Las piezas metálicas producidas incluyen escapes, piezas del motor y suspensiones.

Los equipos continuarán usando la impresión 3D y ampliarán el uso para fabricar componentes que estén instalados en los automóviles. Esto será posible por los avances en nuevos materiales diseñados para resistir altas temperaturas y los rigores de las carreras. El mayor beneficio de la impresión 3D es la capacidad de diseño que ofrece. En el mundo acelerado de constantes cambios tecnológicos que tiene la F1, diseñar y fabricar piezas optimizadas es clave. Como John Dulchinos (vicepresidente de impresión 3D y fabricación digital en Jabil) expresó: “A medida que avanza la impresión 3D (y tenemos acceso a una mayor variedad de materiales) y los resultados de las impresoras mejoran (velocidad, costo), llegaremos a una etapa en la que la gran mayoría de las piezas de F1 se imprimirán en 3D”.

Ing. Luis Brunetto
Grupo CIPI 4.0
UTN – San Francisco