General Motors anunció la apertura del Centro de Industrialización Aditiva de 1,400 metros cuadrados (15.000 pies cuadrados), una instalación desde cero dedicada exclusivamente a la producción de tecnología de impresión 3D en la industria automotriz. El CIA es la base de la experiencia de GM y el aumento de la inversión en impresión 3D durante los últimos años.

“El componente central de la transformación de GM es convertirse en una empresa más ágil e innovadora, y la impresión 3D desempeñará un papel fundamental en esa misión”, dijo Audley Brown, directora de Ingeniería de Materiales y Diseño de Aditivos de GM. «En comparación con los procesos tradicionales, la impresión 3D puede producir piezas en cuestión de días en lugar de semanas o meses a un costo significativamente menor».

La completa instalación incluye 24 impresoras 3D, que crean soluciones de polímeros y metales. El equipo de fabricación y diseño aditivo de GM aprovecha una serie de procesos en el CIA, incluida la sinterización selectiva por láser, la fusión selectiva por láser, la fusión Multi-Jet y el modelado por deposición fundida.

El CIA está destinado a validar tecnologías y aplicaciones de aditivos, con cambios frecuentes en la evolución de la maquinaria y los equipos de aditivos. GM Ventures y GM R&D son socios de colaboración con el CIA, que respaldan un enfoque empresarial holístico e integrado para adoptar herramientas y desarrollo de productos acelerados.

A principios de 2020, GM compartió cómo la impresión 3D desempeñó un papel fundamental en la transición de la compañía de fabricar vehículos a dispositivos médicos en cuestión de días, y cómo las piezas impresas en 3D respaldan las rigurosas competiciones de deportes de motor. Estos mismos procesos también están transformando las operaciones de la empresa.

“GM está aplicando cada vez más los beneficios de la impresión 3D, desde el desarrollo de prototipos hasta la fabricación de herramientas y vehículos de producción”, dijo Ron Daul, director de Fabricación Aditiva y Centros de Polímeros de GM. «Con la apertura del CIA, continuaremos acelerando la adopción de esta tecnología en toda la organización».

Prototipos funcionales

GM tiene un historial de uso de prototipos rápidos impresos en 3D para comprobar la forma y el ajuste. Hoy en día, muchas de las piezas que produce el CIA son prototipos funcionales que se utilizan en vehículos de preproducción en varios entornos de prueba.

Los vehículos de integración temprana y los bancos de pruebas a menudo están equipados con piezas impresas en 3D que pueden someterse a las mismas pruebas que una pieza con herramientas convencionales.

Los prototipos funcionales de impresión 3D pueden ayudar a eliminar los costos iniciales de herramientas. Como resultado, los ingenieros tienen la capacidad de realizar rápidamente cambios de diseño y reducir los tiempos de desarrollo. Por ejemplo, el equipo imprimió en 3D los conductos de refrigeración de los frenos utilizados para el desarrollo del Chevrolet Corvette. Los conductos impresos en 3D ahorraron nueve semanas de desarrollo y redujeron los costos en más del 60 por ciento en el proceso.

“Muchos programas de productos recientes se han beneficiado de las piezas prototipo impresas en 3D de una forma u otra”, dijo Brown. «Estas piezas no solo pueden ahorrar tiempo y dinero, sino que el equipo también utiliza aplicaciones impresas en 3D durante el desarrollo del producto para superar desafíos inesperados en tiempo real».

Fabricación y herramientas

GM también está produciendo una cantidad significativa de herramientas impresas en 3D que se utilizan para ensamblar vehículos. Las herramientas de fabricación vienen en muchas formas, como herramientas de aplicación manual, componentes de automatización y soluciones de respuesta rápida para lanzamientos de sitios de producción.

La impresión 3D a menudo permite al equipo consolidar los componentes de una pieza en un diseño único y optimizado. El resultado son herramientas más ligeras, ergonómicas y menos complejas.

Para el lanzamiento de los SUV de tamaño completo completamente nuevos de GM, el equipo imprimió en 3D casi 100 herramientas manuales para el taller de carrocería en Arlington Assembly. Por lo general, estas herramientas estarían hechas de aluminio y pesarían entre 10 y 40 libras. Los nuevos diseños, construidos con un compuesto de fibra de carbono y nailon, pesan tan solo tres libras y prácticamente eliminaron el tiempo de espera para solicitar cambios de piezas.

“La impresión en 3D de las herramientas del taller de carrocería en Arlington ahorró más de dos meses en la construcción de herramientas”, dijo Daul. “Este es el momento crítico en el que estamos cambiando la planta para lanzar los nuevos modelos. En última instancia, la impresión 3D ayuda a acelerar el lanzamiento de nuevos vehículos como nuestros SUV de tamaño completo».

Con el CIA, GM está haciendo que su capacidad de impresión 3D sea más sofisticada y receptiva en sus instalaciones de fabricación globales.

Producción

Cadillac anunció recientemente El CT4-V Blackwing y CT5-V Blackwing serán los primeros vehículos de producción de GM en tener partes impresas en 3D, incluido un emblema en la perilla de la palanca de cambios manual, un soporte del arnés eléctrico y dos conductos HVAC.

Al aprovechar la fabricación aditiva, el equipo de Cadillac también pudo reducir los costos y aumentar la eficiencia al desarrollar la transmisión manual de los sedanes de alto rendimiento.

“Las piezas impresas para los modelos Cadillac V-Series ejemplifican cómo podemos usar aplicaciones de aditivos en el lugar correcto en el programa correcto”, dijo Brown. «Y esto es sólo el principio. En última instancia, vemos el potencial de que las piezas impresas en 3D se utilicen en una amplia variedad de aplicaciones de producción, desde mayores opciones de personalización para los compradores de vehículos nuevos hasta accesorios únicos y reproducciones de piezas de automóviles clásicas».

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