Repensar y rediseñar: Mejora de una herramienta de automoción con fabricación aditiva

Nuestros expertos del Centro de Competencia del Metal están muy familiarizados con la aplicación de la tecnología AM en aplicaciones de la automoción. Se replantean constantemente procesos antiguos con AM. Así es como el equipo identificó un punto del proceso de producción que suele causar inconsistencia, aumento el tiempo de ciclo y exceso de scarp: conformado en caliente.  

Tradicionalmente, este proceso utiliza una herramienta metálica que contiene canales de calentamiento y enfriamiento para adhesivar un material, como el cuero, en una pieza de interior de vehículo, como puede ser un panel de puerta. Como la herramienta se fabricaba por mecanizado, los canales sólo podían taladrarse en línea recta, lo que limitaba las posibilidades de diseño. A menudo, esto se traducía en tiempos de ciclo más largos y un calentamiento y reparto del adhesivo incorrecto y no homogéneo, lo que suponía una pérdida de tiempo y material cuando el resultado no cumplía las estrictas normas de calidad exigidas por la industria. 

Cuando el equipo de Design & Engineering se encontró con estos problemas, reconoció inmediatamente la manera en que la fabricación aditiva podría mejorar la herramienta y sin dejar de utilizar aluminio para cumplir con las restricciones de temperatura y presión. 

"Cuando rediseñamos una pieza para fabricación aditiva para la automoción no se trata solo de mejorar el diseño original", afirma Tim Hermanski, ingeniero de diseño de Materialise. "Se trata de idear formas innovadoras para dar nueva vida a la herramienta. ¿Cómo podemos optimizar el diseño para llevarlo más allá de su finalidad prevista? Gracias a la flexibilidad de diseño de la impresión 3D, pudimos hacerlo. No nos detenemos en el 'suficientemente bueno'". 

Al rediseñar una pieza para la fabricación aditiva, es fundamental que el equipo conozca a fondo la aplicación y cómo diseñar para la impresión 3D. El equipo de nuestro Centro de Competencia del Metal está muy preparado para ello porque el centro combina la experiencia de expertos en software AM, producción y diseño. Con estos conocimientos y el software Materialise para agilizar el proceso, el equipo replanteó por completo la pieza utilizando AM. 

Gracias a las capacidades combinadas de nuestro equipo y la AM metálica, la pieza rediseñada ofrece muchas ventajas sobre el diseño original. 

En primer lugar, la flexibilidad del diseño permitió al equipo combinar dos componentes en uno y reducir la masa de la pieza en un 51%. Mientras que la tecnología de fresado sólo permitía crear canales rectos, la AM permitió dar a estos canales formas más orgánicas que minimizaban la cantidad de material necesario. Una pieza más ligera es más fácil de manejar para el operario y cuesta menos de fabricar. El equipo optimizó aún más la pieza con una orientación que no requiere estructuras de soporte, lo que reduce los costes de material y el tiempo y esfuerzo necesarios para el postprocesado. 

Otra ventaja de los canales optimizados fue el aumento del rendimiento. Nuestro equipo diseñó los canales más cerca de la superficie para garantizar un calentamiento y enfriamiento homogéneos y más rápidos. Como ya se ha mencionado, la consistencia durante este paso era uno de los principales inconvenientes del diseño inicial, por lo que esta mejora del flujo desempeña un papel importante en la reducción de las piezas desechadas. 

El rediseño de esta herramienta de laminación ilustra varias de las muchas oportunidades que ofrece la fabricación aditiva, especialmente cuando se trata de herramientas de producción. Desde coches a golosinas o equipos agrícolas, el valor de la fabricación aditiva en la producción es evidente.