Impresión en 3D para carreras con la fabricación aditiva de SSAB

La fabricación aditiva (AM) es algo que se está implementando cada vez más en el ámbito de la industria de la ingeniería y ya es evidente que la fabricación tradicional se está sustituyendo por este método de fabricación. Esta decisión depende a menudo de la rentabilidad desde el punto de vista económico, por lo que se decide si será más beneficioso disponer de una línea de producción tradicional o fabricar la piezas mediante la fabricación aditiva. Y eso no es todo, ya que también influyen muchos otros factores, como la libertad de diseño y la posibilidad de construir componentes más ligeros y resistentes.

Cuando se trata de cualquier tipo de carrera, el volumen rara vez es lo suficientemente alto como para establecer una línea de producción, por lo que es necesario encontrar soluciones de alta tecnología para los componentes, ya sea para aligerar su peso o mejorar su resistencia, sin salirse del presupuesto. Esto es precisamente lo que han descubierto los estudiantes de Chalmers Formula Student y cada vez construyen más detalles para su coche de carreras empleado el método de fabricación aditiva (AM, por sus siglas en inglés). 

Soporte de amortiguador impreso en 3D con TS2 para fabricación aditiva de SSAB

Soporte de amortiguador impreso en 3D con TS2 para fabricación aditiva de SSAB

Todas la piezas impresas en 3D con TS2 para fabricación aditiva de SSAB

Todas la piezas impresas en 3D con TS2 para fabricación aditiva de SSAB

SSAB lleva mucho tiempo prestando su apoyo a Chalmers Formula Student proporcionándoles materiales para fabricar sus coches de carreras con componentes de alta resistencia. Se les ha proporcionado, por ejemplo, material para fabricar un tubo situado detrás del conductor que, en caso de vuelco del automóvil, le protegería de quedar atrapado bajo este, así como discos de freno fabricados con acero Hardox de SSAB. Por ello, cuando los estudiantes del equipo se enteraron de que SSAB también había comenzado a producir polvo de acero para imprimir componentes de alta resistencia en 3D, el grupo de tecnología de polvo de SSAB recibió una solicitud para ayudar a los estudiantes a fabricar piezas estructurales para su coche. Y nosotros estuvimos, por supuesto, dispuestos a ayudarles.

Los detalles que presentaron los estudiantes eran difíciles de fabricar o realmente no cumplían los requisitos de resistencia que tenían para los componentes. Se trataba de soportes de amortiguador que anteriormente se fabricaban en aluminio y barras anti-vuelco fabricadas con acero laminado. Los estudiantes de Chalmers utilizaron un programa de optimización de la topología para optimizar la fabricación aditiva de los amortiguadores en la medida de lo posible. Sin embargo, la barra anti-vuelco no pudo optimizarse debido a limitaciones físicas. Por ello, estos componentes se imprimieron en 3D en el Centro de Fabricación Aditiva (AMC) de SSAB en la planta de Oxelösund utilizando el método de fabricación de fusión láser por lecho de polvo (LPBF, por sus siglas en inglés). Los estudiantes decidieron imprimir con el material TS2 para fabricación aditiva de SSAB debido a sus buenas propiedades de resistencia.

Datos mecánicos de TS2 para fabricación aditiva de SSAB en “condición impresa”:

Dureza 
450 HV
Límite elástico 1210 MPa
Resistencia a rotura   1370 MPa
Elongación A5  13% 
Resistencia a impactos  70 J
Chalmers Race Bay: entrega de componentes impresos

Chalmers Race Bay: entrega de componentes impresos

Topología del soporte de amortiguador optimizada con TS2 para fabricación aditiva de SSAB

Topología del soporte de amortiguador optimizada con TS2 para fabricación aditiva de SSAB

El resultado de los componentes impresos fue realmente impresionante. Los estudiantes informaron que, a pesar de que disponían de un margen de seguridad de 2,5 para los soportes del amortiguador, fueron capaces de reducir el peso de la anterior pieza de aluminio laminado en un 32% por pieza. Dicho esto, con el material adecuado y con este método de fabricación, es posible competir con el aluminio, tanto en resistencia como en peso. Tal y como se indicó anteriormente, la topología de la barra anti-vuelco no podía optimizarse debido a limitaciones físicas. Así que teniendo en cuenta la complejidad de la fabricación de este componente, pudimos ofrecer a los futuros ingenieros equipos de mecanizado para realizar esta complicada tarea. Y gracias a las propiedades mecánicas del TS2 para fabricación aditiva de SAAB los estudiantes pudieron aumentar la rigidez de la suspensión de las ruedas.

Antes de la próxima temporada de carreras, apoyaremos al equipo con aún más componentes impresos en 3D utilizando polvo de acero de alta resistencia de la planta de SSAB en Oxelösund. Se trata de participar y contribuir a seguir desarrollando el equipo, pero también de demostrar que la fabricación aditiva es un método de fabricación fiable y de alto rendimiento.

El polvo de acero para fabricación aditiva de SSAB supera al aluminio en peso

¡SSAB ha participado en la carrera con Chalmers Formula Student! El coche de carreras que se ha desarrollado y llevado a los circuitos de carreras de Europa central se ha fabricado con el polvo de acero para fabricación aditiva de SSAB. Las carreras dependen de un complicado equilibrio entre componentes ligeros y resistentes, y este es el alcance exacto de la fabricación aditiva (AM, por sus siglas en inglés).

¿Qué se hace cuando el aluminio es demasiado pesado? Se recurre al material TS2 (en desarrollo). Los soportes de la suspensión impresos en 3D que se fabricaron en el AMC de la planta de Oxelösund de SSAB resultaron ser un 32% más ligeros y mucho más resistentes que la pieza original fabricada con aluminio. 

Antes de la próxima temporada de carreras, apoyaremos al equipo con aún más componentes impresos en 3D utilizando polvo de acero de alta resistencia del AMC de la planta de Oxelösund de SSAB. Queremos participar y contribuir a seguir desarrollando el equipo, pero también demostrar que la fabricación aditiva es un método de fabricación fiable y de alto rendimiento.

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