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Automoción

Descripción y características principales

La industria de la automoción tiene una gran importancia a nivel mundial, por ser un motor de crecimiento y prosperidad. Su contribución a la sociedad también es de gran importancia ya que facilita la movilidad de las personas de forma eficiente, segura y asequible. En cuanto a la parte económica, el sector de la automoción es un motor para la innovación, genera empleo de calidad y es el pilar del comercio internacional. En el caso de España, las empresas del sector de automoción se han convertido en referentes a escala mundial, debido a la gran capacidad de producción y una elevada productividad, gracias a la mano de obra cualificada y el nivel de automatización de las plantas. La pandemia ha generado una crisis económica que ha afectado al sector de automoción, un sector que se encuentra en la transición hacia la electrificación.

El sector de automoción es uno de los sectores industriales que más invierte en modernización, automatización e I+D+i, por ello las plantas españolas se encuentran entre las mas eficientes y automatizadas de Europa, con 1000 robots industriales por cada 10000 empleados (comparable con los 1311 robots en plantas alemanas).

El sector de automoción tiene una marcada orientación exportadora: más del 80% de los vehículos fabricados en España se destina al exterior. En cuanto a la exportación de componentes, este porcentaje es algo menor, no llegando al 60%. El 80% de las ventas se dirigen a países de la UE, siendo principalmente vehículos terminados, mientras que las ventas a destinos extracomunitarios son mayormente de componentes. El sector cuenta con 17 plantas de fabricación de vehículos y más de 1000 empresas fabricantes de equipos y componentes.

Histórico del uso de Fabricación Aditiva en el sector

Los avances significativos que se han dado en las tecnologías de fabricación aditiva (FA) durante la última década han transformado la forma en la que los productos se diseñan, desarrollan, fabrican y distribuyen. En la industria automotriz, estos avances han dado la posibilidad de crear diseños más innovadores; productos más limpios, ligeros y seguros; plazos de entrega más cortos y costes más bajos. Aunque los fabricantes y proveedores de equipos originales (OEM) del sector de automoción utilizan la FA para la realización de prototipado rápido, la trayectoria técnica que se esta dando en la FA es un argumento sólido para su uso en la innovación de productos y la fabricación de series largas. Los nuevos desarrollos en los procesos de FA, junto con las innovaciones relacionadas con los materiales avanzados, beneficiaran la producción dentro de la industria automotriz.

Hoy en día, el cuadro de instrumentos (salpicadero) y las rejillas de ventilación de algunos vehículos ya se fabrica con FA. Con mejoras en la tecnología de los materiales y del proceso, es posible que en el futuro la cantidad de componentes fabricados mediante FA sea mayor. En la FIGURA se observan algunos de los componentes que actualmente se fabrican mediante FA y que piezas se fabricaran potencialmente en el futuro.

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Figura 1. Componentes que se fabrican mediante FA actualmente y que se fabricaran en el futuro (Fuente Deloitte analysis)

A pesar de los desafíos, el conjunto de las tecnologías dentro de la FA puede ayudar a las empresas del sector de automoción a un posicionamiento estratégico, al crecimiento y a la innovación.

Ventajas del uso de la Fabricación Aditiva en el sector

Una de las ventajas de las que se puede beneficiar el sector automovilístico de la fabricación aditiva es la opción de producir componentes con un menor peso, obteniendo vehículos con un menor consumo de combustible. En este sentido, hay que destacar la importancia de los softwares de diseño industrial que incluyen diseño generativo, optimización topológica y herramientas de generación de estructuras o rejillas, que reducen el peso total de las piezas, manteniendo o mejorando su función. Las piezas más ligeras suelen ser más complejas, pero la libertad de diseño que dispone la FA, a diferencia de los métodos convencionales, hace que esta no sea un desafío.

Otra de las ventajas destacables es la opción de simplificar las piezas, mediante la unión de varias partes en una sola pieza. Esto podría dar solución a partes en las que el ensamblaje sea de una considerable complejidad.

Actualmente se utiliza para la fabricación de prototipos y la validación de nuevos componentes.

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Figura 2. Soporte de asiento que consta de ocho piezas ensambladas vs. Soporte de asiento de una sola pieza obtenido utilizando herramientas de diseño y fabricación aditiva.
(Fuente: https://www.3dnatives.com/en/the-role-of-am-in-the-automotive-industry/)

Empresas del sector que utilizan Fabricación Aditiva

Históricamente, FORD es una de las empresas que más ha investigado en la industrialización de la AM. En 1986, ya había invertido en una estereolitografía, actualmente ya imprime piezas metálicas como son el colector de admisión de aire de aluminio y nuevos diseños de tuercas antirrobo. Otro ejemplo es el Grupo BMW, que en 2020 inauguró el Campus de Fabricación Aditiva. Al igual que otros fabricantes de automóviles, el grupo invirtió inicialmente en fabricación aditiva en 1991 para fabricar prototipos de coches conceptuales. Más tarde, se produjeron pequeñas series de piezas para coches de carreras del DTM, el Rolls-Royce Phantom, el BMW i8 Roadster y el MINI, entre otros.

Otras grandes empresas usuarias de fabricación Aditiva son AUDI que utiliza estas tecnologías para acelerar el diseño así como la fabricación de piezas finales como rejillas, manillas de puertas, luz trasera etc… La empresa Bentley ha fabricado mas de 15000 piezas en impresión 3D para la fabricación de productos personalizados. El Bugatti Bolide lleva algunas piezas impresas para reducir el peso del vehículo, incluyendo piezas fabricadas en titanio como soportes y pinzas de freno. El fabricante Dallara ha incluido intercambiadores de calor impresos en 3D en sus coches de fórmula 3. Lamborghini eligió estas tecnologías para crear el Sian Roadster por las opciones de personalización. Destaca Mercedes que utiliza la FA para la fabricación de repuestos para camiones. Mclaren utilizó la FA para la fabricación de piezas ligeras para su coche Artura. MINI ha optado por aumentar la sostenibilidad de su modelo MINI Strip utilizando piezas impresas con plásticos reciclados. Porche optimiza y fabrica los pistones de sus deportivos con FA. Seat ha abierto un centro de fabricación aditiva donde producen principalmente prototipos para desarrollar más rápidamente los vehículos. En el año 2021 se lanzó al mercado el primer coche eléctrico impreso en 3D por la empresa italiana XEV, el modelo Xev Yoyo.

Referencias: