En 2014, la Ford Motor Company cautivó al mundo cuando reveló que había impreso en 3D la cubierta del motor para el nuevo Ford Mustang, marcando los primeros casos de uso industrial práctico de la tecnología de impresión esotérica.
El fabricante gigante de automóviles dio un paso más cuando comenzó a usar la impresión 3D para producir rápidamente prototipos para diferentes partes, como culatas, colectores de admisión y salidas de aire, lo que ahorró meses del tiempo de desarrollo de componentes individuales.
Y ahora, la impresión 3D también está haciendo su magia en la industria de los vehículos eléctricos.
El sector está a punto de obtener una gran oportunidad después de que una pequeña empresa de impresión 3D haya podido resolver uno de los desafíos de fabricación del sector: producir piezas y componentes de cobre más baratos y más eficientes. Markforged Inc., con sede en Watertown, Massachusetts, ha presentado el sistema Metal X que es capaz de imprimir piezas industriales hechas de cobre puro, una novedad en la industria.
Markforged dice que el avance ayudará a reducir los costos de producción y suministro y aumentará la eficiencia de los motores EV.
Costo y Eficiencia Ganancias
El cobre es un componente importante en los vehículos eléctricos donde se usa en motores eléctricos, baterías, cableado en estaciones de carga e inversores. El cobre también se usa en puntas de soldadura y disipadores de calor.
Para tener una idea de cuánto cobre entra en un solo EV, considere que un EV puro puede contener más de una milla de cobre en el cableado solo en los devanados del estator. Un automóvil convencional a gasolina contiene en promedio 18 a 49 libras. del elemento; un EV estándar con batería contiene 183 lbs, mientras que un bus completamente eléctrico necesitaría 814 lbs, según Visual Capitalist.
El cobre es una gran opción para los vehículos eléctricos porque es casi tan conductor como la plata, el metal más conductor, pero mucho más barato a $ 0.16 / oz frente a $ 17.67 / oz para la plata. Desafortunadamente, la característica que lo hace ideal para el cableado eléctrico es la misma razón por la que se presenta mal en la impresión 3D: excelente conductividad térmica. El cobre refleja la luz tan bien que esencialmente también refleja gran parte de la energía del proceso tradicional basado en láser necesario para moldear piezas.
El sistema Metal X de Markforged supera este desafío envolviendo el cobre en plástico y disparándolo como una pequeña pistola de pegamento para construir el componente capa por capa. De esta manera, solo el plástico se derrite y no el cobre. El molde recién formado se coloca en un horno para deshacerse de todo el plástico mientras el cobre restante se sinteriza.
Citado por Forbes, Greg Mark, CEO y fundador de Markforged, anunció la impresión 3D como el avance que hace posible crear piezas más pequeñas, más complejas y de alta tolerancia por menos dinero.
En otras palabras, los fabricantes no necesitarían mantener grandes reservas para mantener el ritmo, para empezar, o buscar proveedores externos. En cambio, los fabricantes de automóviles pueden imprimir sus propios vástagos de soldadura de cobre (para soldar partes del cuerpo del vehículo), y reducir seriamente los costos. Es un gran problema teniendo en cuenta que Mark estima que el fabricante promedio generalmente tiene $ 1 millón en mangos de repuesto almacenados por esta razón.
Utilizando la tecnología Metal X, los fabricantes pueden fabricar mangos de soldadura más pequeños, más apretados y más compactos que pueden usar para soldar en espacios más estrechos del automóvil, lo que significa que puede usar menos soldaduras por puntos o hacer marcos más rígidos, lo cual es ideal para automóviles de alto rendimiento.
Mark también le dijo a Forbes que la impresión 3D era un camino hacia una mayor densidad de energía y una mayor eficiencia.
Entonces, ¿de qué tipo de ahorro de costos estamos hablando aquí?
Resulta que son bastante impresionantes. Según Mark, un fabricante no identificado ha realizado varios miles de soldaduras de prueba utilizando el sistema Metal X e informó una reducción de 12 veces en los tiempos de entrega y los costos de componentes reducidos en un factor de 6x.
Con los vehículos eléctricos luchando por lograr la paridad de costos con sus hermanos de combustión interna (internal combustion engine, ICE, por sus siglas en inglés), cada ahorro cuenta, lo que hace que la innovación de Markforged sea un avance significativo. McKinsey ha informado que los vehículos eléctricos a menudo cuestan $ 12,000 más para producir que los vehículos de combustión interna, lo que los hace poco atractivos para los OEMs y dificultan los esfuerzos de electrificación.
La impresión 3D es un éxito industrial
Para el consumidor promedio, la impresión 3D es una moda que murió más rápido que las netbooks, lectores de libros electrónicos y guantes sin dedos. Claro, los juguetes de impresión 3D para sus hijos como Hasbro, el chocolate como el de Hershey o incluso los tacos de fútbol como Nike suenan geniales y bastante emocionantes.
Pero la dura realidad es que la impresión 3D es un proceso complejo, laborioso y lento que no está diseñado para el usuario promedio, sin mencionar que no mucha gente quisiera aportar más de $ 1,000 para una máquina industrial torpe. Las aplicaciones potenciales tienen un alcance bastante limitado para que el consumidor diario haga que valga la pena.
Es la razón clave por la cual las acciones de culto 3D de alto vuelo como 3D Systems (NYSE: DDD), Stratasys (NASDAQ: SSYS), Voxeljet (NYSE: VJET) y ExOne (NASDAQ: XONE) han sufrido caídas de pico a valle. más del 70% en los últimos cinco años. La indiferencia del mercado de masas simplemente mató a estas acciones.
Pero eso no quiere decir que la impresión 3D sea una tecnología moribunda, ni mucho menos.
El concepto de construir un objeto tridimensional a partir de un modelo de diseño asistido por computadora ha encontrado un nicho listo en el sector de fabricación. La fabricación aditiva ya está ayudando a acelerar el proceso de diseño y desarrollo de vehículos eléctricos, con jugosas reducciones de costos. All 3DP ha informado que gracias a la impresión 3D, la firma de diseño XEV con sede en Hong Kong ha diseñado un EV (Electric Vehicle) que ha denominado LSEV que cuesta solo $ 7,500. Las reducciones de costos alucinantes se han realizado debido a la reducción de los costos de inventario, herramientas y línea de ensamblaje. Todo en el automóvil, excepto el chasis, las ventanas, los neumáticos y los asientos, ha sido impreso en 3D.
General Motors se ha asociado con Autodesk Inc. para producir piezas ligeras impresas en 3D para sus vehículos de combustible alternativo. Preguntarse por qué Tesla Inc. no ha pensado seriamente en la tecnología.
Noticia de: OilPrice / Traducción libre del inglés por WorldEnergyTrade.com
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