¿Cómo se materializa la idea de un automóvil? El proceso de concepción de la idea no ha cambiado mucho, pero la forma de materializarla sí se ha modernizado. En la Industria 4.0, la fabricación aditiva ha transformado la producción en muchos sectores, especialmente en la automoción.
Diseño de modelos de automóviles
Tras la conceptualización y el análisis del diseño por parte del diseñador, la empresa automovilística elaborará un modelo de arcilla a escala 1:5 para cada propuesta. Después de revisarlas, se seleccionarán dos o tres propuestas y se construirá un modelo de arcilla a escala real (1:1). Finalmente, se realizarán pruebas de resistencia al viento, se realizarán las modificaciones necesarias y se definirá el diseño definitivo.
El modelo tradicional de arcilla a tamaño real de un automóvil se elabora completamente de forma artesanal. Este método requiere mucho tiempo y esfuerzo, y la calidad del modelo no se puede garantizar por completo. Se necesitan aproximadamente 3 meses para crear un modelo de vehículo completo. Con el avance de la tecnología, los modelos de vehículos a tamaño real de los principales fabricantes de automóviles se fresan con máquinas de fresado de 5 ejes. De esta manera, se necesita al menos un mes para crear un modelo de automóvil.
Con las impresoras 3D SLA de gran escala de JS Additive, se puede imprimir un modelo de coche a escala 1:1 en tan solo unos días modificando los datos en el ordenador. En comparación con los modelos de arcilla, la impresión 3D reduce el proceso al menos cinco veces, disminuye el coste a la mitad y elimina la necesidad de modelado manual.
Etapa de diseño de ingeniería
En esta etapa, se incluye el diseño del ensamblaje y de las piezas del vehículo completo, así como la coordinación de las contradicciones entre los ensamblajes y el vehículo en su conjunto. Cada vehículo nuevo tiene más de 20 000 piezas, muchas de las cuales no se encuentran en la etapa de producción de moldes. Por lo tanto, las piezas de prueba originales y los productos de ensamblaje se fabrican mediante mecanizado CNC y chapa metálica.
En primer lugar, el acabado superficial y la precisión de los prototipos mecanizados por CNC dependen en gran medida de la habilidad de los programadores. En segundo lugar, para algunas piezas con formas complejas y múltiples superficies mecanizadas, se necesitan centros de mecanizado de cinco ejes, cuyo procesamiento resulta costoso e incluso imposible.
JS Additive 3D combina la impresión 3D SLA con el termoformado al vacío (infusión a baja presión) para crear un método rápido de fabricación de moldes. Primero, la impresora SLA de alta precisión de JS Additive imprime un prototipo del producto; segundo, se produce un molde de silicona con este prototipo 3D mediante vacío; tercero, se funde con un material como el poliuretano (PU) bajo vacío a baja presión, y el producto queda terminado. Su rendimiento es comparable al de los productos moldeados por inyección, pudiendo sustituir piezas fabricadas con ABS, PC, caucho y otros materiales. Esto no solo garantiza la precisión y reduce los costes, sino que también mejora considerablemente la eficiencia de la producción.
Por ejemplo: Un automóvil tiene numerosas estructuras de parrilla frontal y superficies curvas. Este tipo de modelado complejo de rejilla completa es muy difícil de procesar con máquinas herramienta tradicionales. Al imprimir en 3D estas piezas parciales complejas e incrustarlas en el modelo del vehículo, se puede lograr el efecto deseado.
Etapa de prueba del prototipo
Las pruebas de prototipos de vehículos incluyen dos aspectos: pruebas de rendimiento y de fiabilidad. Las pruebas de rendimiento se centran principalmente en realizar pruebas funcionales para comprobar si el vehículo cumple con los requisitos de diseño. Las pruebas de fiabilidad sirven para verificar la resistencia y durabilidad del vehículo. Las pruebas de automóviles incluyen pruebas en túnel de viento, pruebas de campo, pruebas en carretera, pruebas de choque, etc.
En esta etapa, los materiales de las piezas de prueba son muy exigentes. Las piezas con resistencia estructural deben procesarse mediante CNC. Para las piezas interiores y exteriores de automóviles, se pueden utilizar la impresión 3D y el moldeo compuesto al vacío.
Producción en masa de moldes para automóviles
La tecnología de moldeo por fundición utiliza materiales de fácil conformado y coloca el molde en arena, creando una cavidad con las mismas dimensiones que la pieza. Posteriormente, se vierte el material fundido en la cavidad, que se solidifica tras enfriarse, dando como resultado piezas con la misma forma que el molde. Los requisitos para moldes de fundición, como los de tapas de automóviles y bloques de cilindros, alcanzan entre 10 y 20 micras. El mecanizado CNC tradicional permite cumplir con estos requisitos, pero es un proceso lento y costoso.
La impresora 3D SLA de gran formato JS Additive 1700, con cabezal multiláser, permite fabricar prototipos de moldes de arena. Su tecnología de impresión 3D SLA de alta precisión garantiza la máxima exactitud del prototipo. Esto ayuda a las fundiciones a simplificar el proceso de producción y reducir costes.
Etapa de mantenimiento posventa
Los usuarios de vehículos personalizados de alta gama, como coches deportivos y coches modificados, suelen encargar algunos accesorios de repuesto a fabricantes extranjeros o utilizar la producción mediante moldes para fabricarlos a un coste elevado.
Son pocos los clientes que piensan en la tecnología de impresión 3D. Fabricar esas piezas con impresión SLA puede resultar muy rentable.
Fecha de publicación: 7 de mayo de 2022
