Prodrive imprime en 3D piezas de coches en el desierto con MakerBot METHOD X en el Rally Dakar 2021
Líder en deportes de motor e ingeniería avanzada, Prodrive sigue incorporando tecnología de vanguardia para sacar a la competencia de la carretera
Se produjeron más de 30 piezas de coche para el Hunter T1 del equipo Bahrain Raid Xtreme, dirigido por Prodrive, utilizando nylon fibra de carbono de MakerBot en la impresora 3D METHOD X
Prodrive tiene una larga historia en los deportes de motor, compitiendo y ganando su primer evento, el Rally Internacional de Qatar, en 1984. Desde entonces, Prodrive ha sido imparable, ganando multitud de títulos en una amplia gama de disciplinas del automovilismo.
En 2021, la empresa participó en el Rally Dakar en colaboración con el Reino de Bahréin, bajo el nuevo equipo Bahrain Raid Xtreme (BRX). El Rally Dakar tiene lugar durante dos semanas, a lo largo de más de 4.700 millas, y con etapas que cubren cientos de millas a través de una gama de terrenos desafiantes, fuera de la carretera en Arabia Saudita.
Para preparar el evento, el equipo BRX comenzó a desarrollar el Hunter T1, su nuevo equipo de fábrica de dos coches conducido por el 9 veces campeón del mundo de rallies Sébastien Loeb, y la leyenda del rally Dakar Nani Roma. Roma consiguió el 5º puesto general en la carrera de 2021, la primera vez que un equipo logra una clasificación tan alta en su primer intento en el Rally Dakar.
Con los trabajos apenas iniciados a finales de 2019, el equipo de BRX se encontró de repente con lo que sería uno de los mayores retos que golpean al sector hasta ahora. "A menudo nos ponemos en situaciones difíciles, en cuanto al tiempo. Pero el COVID-19 realmente lanzó una llave en nuestra ya apretada línea de tiempo", dijo Paul Doe, ingeniero jefe de Prodrive. "En el Reino Unido se produjo un bloqueo que nos obligó a cerrar la fábrica durante un tiempo. El desarrollo, que debería haber durado un año, se redujo a nueve meses. En lugar de hacer pruebas en julio, no acabamos girando una rueda en un coche hasta octubre de 2020".
Con el Rally Dakar programado para las dos primeras semanas de enero de 2021, esto supuso una inmensa presión para todo el equipo. Aunque BRX cuenta con 40 personas para el diseño, la ingeniería, el mantenimiento y el funcionamiento de los vehículos Hunter T1, el equipo se vio desbordado por un calendario atípicamente más corto. Además, aunque Prodrive ofrecía capacidades internas de fabricación y mecanizado, el equipo competía por los recursos con otros proyectos.
Cuando Doe decidió añadir la impresora 3D MakerBot METHOD X®, recomendada por DSM, un proveedor mundial de materiales de fibra de carbono, a la caja de herramientas de su equipo, se convirtió en un punto de inflexión. La METHOD X permitió a su equipo crear prototipos e imprimir piezas muy necesarias de forma rápida y cómoda, así como experimentar con diferentes aplicaciones, dentro y fuera del campo. Con las posibilidades ilimitadas de la fabricación aditiva, la creación de prototipos y la producción de piezas se han vuelto mucho más ágiles y rentables.
La innovación siempre ha sido un principio básico en Prodrive. La empresa utiliza una amplia gama de tecnologías para asegurarse de estar a la cabeza de la competencia. La incorporación de METHOD X a su repertorio de tecnologías de vanguardia ofreció a la empresa una oportunidad adicional para ahorrar aún más tiempo durante su reducido programa de producción.
"Hay una enorme lista de ventajas al utilizar la MakerBot METHOD X en comparación con una producción normal, como la velocidad y la capacidad de respuesta. A la hora de diseñar las piezas del coche, la primera idea suele ser imprimir una pieza en la impresora 3D para ver cómo queda. La posibilidad de probar primero la pieza antes de comprometerse con el producto final nos permite hacer cambios de forma fácil y rápida. Esta rápida iteración también nos permite ceñirnos a nuestros plazos de producción, al tiempo que nos ahorramos mucho dinero", señaló Doe.
Con dos impresoras 3D METHOD X, el equipo de BRX pudo diseñar algunas piezas en la fábrica del Reino Unido, así como en el propio Rally.
LA IMPRESIÓN 3D DESDE EL SUELO DEL TALLER HASTA EL DESIERTO ABIERTO
METHOD X se cargó en uno de los camiones de mantenimiento del equipo BRX que habían instalado en el desierto. Se utilizó en sitio para imprimir piezas fabricadas, o para arreglar una pieza que hubiera requerido la fabricación de acero o aluminio.
"Llevamos esta máquina con nosotros en el camión e imprimimos a distancia en medio de la nada; literalmente, donde no se ven rastros de civilización, y sin embargo aquí estamos usando este tipo de máquina con esa tecnología de impresión 3D industrial. Aprovechamos la velocidad de impresión de piezas en 3D en medio de nuestro programa de pruebas", dijo Doe.
El equipo de BRX utilizó METHOD X para imprimir más de 30 piezas en el Hunter T1, incluyendo un soporte para un sensor de posición de la suspensión y un soporte de boquilla esculpido para el sistema de extinción de incendios de la cabina.
El sensor de posición de la suspensión permitió a los ingenieros examinar el rendimiento de los amortiguadores, la dinámica del vehículo, la alineación de las ruedas, el eje de transmisión, etc. El sensor genera datos y transmite la información al equipo para un mejor análisis, que puede utilizarse para mejorar el rendimiento del vehículo. El sistema de montaje se imprimió con nylon fibra de carbono de MakerBot y fue una de las aplicaciones ideales para utilizar METHOD X. Todo el proceso para conseguir que el montaje de la suspensión fuera el adecuado duró solo una hora y media, desde tener el montaje impreso en 3D en la hoja de tierra en medio del desierto, observarlo, hacer actualizaciones y refuerzos al diseño en el camión, hasta lanzar la producción en METHOD X. Con la nueva pieza en sus manos, el equipo estaba listo para ponerla en el coche y seguir recogiendo datos.
"Eso era nuevo para nosotros. En el pasado, hemos utilizado la fabricación aditiva, pero no teníamos la capacidad de hacerlo de manera tan inmediata", declaró Doe. "Además, los materiales que utilizamos en el METHOD X, en particular el nylon fibra de carbono, mostraron un rendimiento superior al que habíamos experimentado en años anteriores. Hay bastantes partes en el coche, como los compartimentos del motor y el lado de las ruedas cerca de los frenos, donde los ambientes alcanzan hasta 120°C y donde los materiales FDM tradicionales empiezan a tener problemas, lo que nos obliga a recurrir al aluminio, que es costoso. En este caso, pudimos imprimir las piezas en nylon fibra de carbono, que es capaz de alcanzar temperaturas muy altas. Los cabezales de impresión de carbono de la METHOD X nos abrieron el acceso a un montón de nuevas aplicaciones".
Doe continuó: "Al ser la densidad de los materiales que utilizamos tan baja en comparación con las fabricaciones tradicionales de aluminio o acero, pudimos hacer piezas mucho más ligeras de lo que hubiera sido una pieza típica. Y nos permitió una libertad ilimitada para probar nuestras piezas de forma eficaz".
Utilizando nylon fibra de carbono, el equipo de BRX también imprimió un soporte ligero esculpido para una de las boquillas del sistema de extinción de incendios situado en el centro de la cabina. Debido al gran tamaño de los coches, cada vehículo se equipó con dos sistemas de extinción de incendios.
Con un motor turbo extremadamente caliente, un depósito de combustible de 500 litros y otros materiales altamente inflamables, la supresión de incendios es fundamental. Normalmente, el equipo habría tenido que crear esa boquilla de metal pesado tradicional, como el acero o el aluminio, lo que puede llevar mucho tiempo y ser costoso. El nylon fibra de carbono es una alternativa ligera ideal al metal gracias a sus propiedades de alta resistencia, resistencia al calor y rigidez.
“Queríamos alejarnos todo lo posible del típico soporte de aluminio plegado y, en cambio, tener una sensación más premium en la cabina. METHOD X nos permitió experimentar con un nuevo tipo de boquilla. El soporte esculpido era un buen equilibrio entre forma y función. De hecho, tenía un aspecto 10 veces mejor que el que teníamos en el pasado, y sin costes excesivos”, dijo Doe.
AMPLIACIÓN CON LA FABRICACIÓN A LA CARTA
Con METHOD X a su disposición, el equipo de Prodrive ha comenzado a explorar nuevas y diferentes aplicaciones, desde piezas de automóviles hasta ayudas a la fabricación y herramentales la empresa sigue teniendo piezas físicas almacenadas y gestionadas en sitio, su inventario digital también está creciendo.
"Con las impresoras 3D METHOD X cerca y un inventario digital de piezas y herramientas, somos capaces de imprimir bajo demanda y trabajar de forma más ágil y eficiente. Tenemos planes muy ambiciosos para aumentar el número de vehículos en nuestra hoja de ruta en los próximos años. A medida que vayamos creciendo, es posible que necesitemos más de un par de máquinas en nuestra colección. El costo es relativamente bajo en comparación con otros tipos de procesos de fabricación, pero la inversión se amortizará a largo plazo. Tenemos muchos proyectos por delante, así que habrá más oportunidades de probar las METHODS, concluye Doe.