Producto: MJP
Industria: Automotriz y Transporte
Hacemos todo tipo de trabajos de impresión 3D (modelado de conceptos, verificación, creación de prototipos), pero la fabricación digital directa de piezas de uso final es la mayor oportunidad.
Joe Carmody se enorgullece de todo el trabajo de impresión 3D de su empresa para Nissan Motorsports (NISMO), pero su mayor pasión es la fabricación digital directa de piezas que a veces pasan del concepto a la pista de carreras en una semana. Es ahí, literalmente, donde la goma se encuentra con la carretera.
La fabricación digital directa, también llamada fabricación aditiva, es el proceso de impresión 3D de una pieza funcional capa por capa directamente desde un archivo digital.
“Hacemos todo tipo de trabajos de impresión 3D: modelado de conceptos, verificación, creación de prototipos, pero la fabricación digital directa de piezas de uso final es la mayor oportunidad”, dice Carmody, presidente de evok3d, coubicado en las instalaciones de Nissan NISMO en las afueras. Melbourne, Australia.
evok3d produce sus piezas a medida para Nissan utilizando varias impresoras 3D, incluida una ProJet 660Pro de 3D Systems para trabajos conceptuales y de creación de prototipos y sistemas SLS industriales y de fabricación aditiva de plástico ProJet MJP para piezas funcionales de alta precisión que demuestran su valía en la serie V8 Supercar Championship. La serie de carreras australiana de 15 rondas comprende dos tipos de carreras, sprint y resistencia, que brindan un conjunto diverso de desafíos para los competidores.
Cerrando la brecha de experiencia
La mayor parte del trabajo ocurre en el calor del calendario de carreras, cuando se realizan ajustes en el llamado tiempo de inactividad entre carreras, que puede ser de una semana a cuatro semanas. No se trata solo de aumentar la velocidad, sino de mejorar continuamente la confiabilidad y descubrir cómo eliminar o reducir las fallas, tanto humanas como mecánicas.
“La fabricación digital directa es ideal para las aplicaciones de carreras, que requieren que los automóviles se mejoren continuamente y que los diseños de los componentes se repita en plazos cortos”, dice Carmody.
Para los equipos Nissan NISMO, la curva de aprendizaje es empinada y rápida. Nissan comenzó a competir en V8 Supercar en 2013. Está compitiendo contra otros equipos que han competido en la serie desde sus inicios como el Campeonato Australiano de Turismos en 1993. Hay mucho por hacer, y la impresión 3D se considera clave. herramienta para cerrar la brecha de experiencia.
Colgajo de camilla en tres días
Poco después de firmar con Nissan NISMO, el equipo enfrentó un desafío inmediato: mejorar la aerodinámica de los autos de carreras Nissan Altima. El alerón trasero no generaba suficiente fuerza aerodinámica, lo que dificultaba la capacidad y la velocidad en las curvas. Los ingenieros de Nissan se pusieron a trabajar y desarrollaron lo que se conoce como gurney flap, una pequeña tira curva que se extiende desde la parte trasera del maletero que, si se hace bien, puede mejorar drásticamente la aerodinámica.
“Es una pieza de geometría compleja”, dice Carmody, “con curvas compuestas que serían difíciles de fabricar con los modos tradicionales”.
Después de recibir los archivos de diseño de Nissan, el equipo se puso a trabajar en la producción de la pieza en la impresora 3D ProJet MJP. Presentada a principios de 2013, la impresora está diseñada para producir piezas de plástico funcionales y patrones de cera de microfusión para aplicaciones de fabricación y diseño de nivel profesional.
Manteniendo el aire fluyendo
Poco después, el equipo puso a trabajar sus capacidades de fabricación directa en un sistema de refrigeración del conductor. Las temperaturas de la pista en las sedes de V8 Supercar pueden alcanzar los 100 grados Fahrenheit y superar los 150 grados dentro del auto de carreras, por lo que es fundamental que el sistema de enfriamiento del conductor funcione de manera continua y confiable.
Un componente clave del sistema de refrigeración es la alimentación de aire al casco del conductor. El sistema comprende una caja de hielo seco para enfriar el aire, un filtro para limpiar el aire, una bomba para generar flujo de aire y conductos para conducir aire frío al casco del conductor.
La tarea de evok3d era construir una carcasa liviana de una sola pieza para la bomba de aire. Puede sonar simple, pero lograr la combinación correcta de peso, funcionalidad y confiabilidad no es una tarea de ingeniería fácil.
“Sería difícil fabricar una sola pieza mediante procesos de fabricación sustractivos o de inyección”, dice Carmody, “pero pudimos respaldar los objetivos generales de diseño al crear una sola pieza utilizando el material ProJet MJP con VisiJet M3 Black que brinda la flexibilidad y fuerza requeridas para una pieza de producción”.
Un paisaje diferente
Si bien Carmody considera que la fabricación digital directa es la mayor oportunidad para la impresión 3D, la generación de piezas de pequeño volumen para el modelado conceptual, la creación de prototipos y la preproducción también tiene un gran valor.
evok3d ha utilizado la impresora ProJet 660Pro para crear un molde complejo para un sistema de admisión de aire y el maestro de una cubierta de palanca de cambios de fibra de carbono que ayuda a evitar que los conductores pongan en marcha accidentalmente el auto de carreras durante los cambios de piloto en las carreras de resistencia.
Carmody cree que muchos de los prototipos que ahora crea evok3d eventualmente se imprimirán como piezas de producción a medida que los costos continúan cayendo y se adoptan nuevas técnicas de diseño.
“El diseño de piezas impresas en 3D presenta un panorama completamente diferente para los ingenieros que han diseñado para la fabricación tradicional”, dice. “Pero tiene un gran valor poder unificar piezas, eliminar el ensamblaje, reducir el peso y aumentar la eficiencia a través de la impresión 3D. La fabricación digital directa le permite colocar el material exactamente donde lo desea para obtener el máximo rendimiento y confiabilidad”.
