Trabajo final de la segunda evaluación de TIC.

1. 1º 2º Bachillerato
TIC 14-15
TIC 14-15
LA IMPRESORA 3D EN LA
INDUSTRIA AUTOMOTRIZ
INVES-
TIC-
ACCIÓN
Iñigo Trabudua Dávila

2. ÍNDICE
1. Historia
1.1. Pasado
1.1.1. Inicios
1.1.2. Precursores
1.2. Futuro
1.2.1. Aplicaciones
1.2.2. Importancia
2. Fabricaciónde piezas
2.1. De formacomercial
2.1.1. Grandesempresas
2.1.1.1. Opel Mokka
2.2. De formano comercial
2.2.1. Strati

3. INTRODUCCIÓN
He escogido este tema ya que me parece que la impresora 3D es uno de los
inventos del futuro y que va a ser
muy útil en la industria automotriz,
una de las muchas industrias que
siempre están en continuo
avance.Para comenzar con este
trabajo lo primero que tenemos que
saber es la definición de la impresora
3D. Así que una impresora 3D es
una máquina capaz de
realizar "impresiones" de diseños
en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por
ordenador. Surgen con la idea de convertir archivos de 2D en prototipos reales o
3D. Comúnmente se ha utilizado en la matricaria o la prefabricación de piezas o
componentes, en sectores como la arquitectura y el diseño industrial.
Tras una breve explicación de lo que es una impresora 3D también se necesita
entender que es la definición del término automóvil ya que el trabajo también trata
sobre esto. El término automóvil (del griego αὐτο "uno mismo", y
del latín mobĭlis "que se mueve") se refiere a un vehículo autopropulsado
destinado al transporte de personas o mercancías sin necesidad de
carriles. Existen diferentes tipos de automóviles, como camiones, autobuses,
furgonetas, motocicletas, motocarros etc.
Una vez explicado esto, comencemos con el trabajo.
1. HISTORIA DE LA IMPRESIÓN 3D
1.1.1. PASADO E INICIOS
La historia de las impresoras 3D comenzó en el año 1983 cuándo Chuck Hull, un
inventor destacado en el campo de la óptica
iónica, ideó el primer método de impresión 3D
llamada la estereolitografía, una forma de
tecnología de manufactura utilizada para la
producción de modelos, prototipos, patrones, o
piezas definitivas.
Aunque no sería hasta 1988, cuándo la
compañía 3D Systems, fundada por el mismo

4. Chuck Hull, empezó a comercializar las primeras máquinas de impresión
estereolitográficas. Entre ese mismo año y 1990 también se desarrollaron nuevos
métodos de impresión cómo la impresión por deposición de material fundido
(FDM) o la impresión por láser (SLS).A finales de 1990 Scott Crum, que había
concebido el método de impresión FDM, estableció la empresa Stratasys para la
comercialización de su invento.
Tras 3 años sin apenas avances, en 1993 un grupo de estudiantes del MIT
(Massachusetts Institute of Technology)
concibe la impresión 3D por inyección.
Dos años más tarde, en 1995, se inició
la venta de los primeros equipos
basados en esta tecnología a través de
la compañía 3D Systems,
anteriormente comentada. Una década
más tarde el Dr Bowyer, de la
Universidad de Bath, Reino Unido,
desarrolló la primera máquina 3D autorreplicante: la RepRap, que supuso un salto
adelante en la normalización y acceso a las impresoras tridimensionales. El último
adelanto dentro de este campo fue en el año 2009, cuándo la
empresa Organovo ingenió la impresora 3D MMX Bioprinter, la primera capaz de
fabricar tejidos orgánicos.
1.2. Aplicaciones en el futuro
En el futuro la impresora 3D abundará en los usos básicos como son los juguetes y
las figuras, ya que son objetos de una sola pieza de tamaño pequeño y en torno a
ello, se ha formado un interesante mercado de juguetes que se adaptan a los
deseos de cada niño, porque de tenerse las herramientas y el conocimiento
apropiado – o recurriendo a alguien con los
elementos --, los padres podrán crear juguetes
exactamente del gusto de sus hijos, variando
desde pequeñas figuras de un cuerpo simple
hasta estructuras más complejas y grandes
formadas por varias impresiones de menor
tamaño.
Otra gran salida para estos inventos será la
vestimenta hecha a la medida. Porque quizás la
tela sea el elemento más cómodo para vestir, sin
embargo, esto no ha detenido la innovación en el campo de la moda utilizando la
impresión 3D creándose modelos hechos a la medida de cada persona como

5. vestidos, camisetas y hasta ropa interior, la que resulta ser de un plástico rígido
difícil de ocupar.
También se podrán fabricar carcasas
para teléfonos móviles El sueño de
muchos usuarios de teléfonos
móviles es la personalización al
máximo de sus dispositivos, labor
en la que hoy las impresoras 3D
pueden llegar a cumplir una
interesante función gracias a sus
posibilidades. La comida con diseños novedosos también se volverá una realidad
porque además de elementos rígidos y permanentes de plástico, también se
podrán modelar estructuras temporales como postres y dulces lográndose
diseños artísticos imposibles de hacer a mano. Así, una compañía de Estados
Unidos llamada The Sugar Lab ofrece diversos postres hechos de agua y azúcar
endurecida, comenzando un negocio de comida de lujo de gran aspecto y que
cautiva con éxito el interés de los consumidores.
El futuro más peligroso para este invento son los fusiles de guerra y las pistolas de
mano
Viendo el lado menos amable de la tecnología, también se podrán imprimir rifles
de asalto por $30 o pistolas de mano cuyos planos circulan libremente por
Internet, obligando a los legisladores norteamericanos a empujar una reforma
para la ley de armas de EE.UU.
Otro futuro menos sádico sonlas cámaras de fotos, un invento que ya ha empezado a
producirse Por $30, un diseñador creó una cámara fotográfica cuyas piezas fueron
impresas en 3D. No es la mejor cámara del mundo y requiere de algunas piezas
que no se pueden imprimir, pero resultan interesantes para quienes quieran
experimentar con la fotografía. Con el tiempo, quizás se logren versiones todavía
más interesantes.
1.2.2. IMPORTANCIA
Está claro que las impresoras 3D todavía se encuentran en muchos casos en su
infancia y van a seguir evolucionando durante los próximos años hasta llegar a
ser una parte muy importante de nuestra sociedad y de cómo entendemos la
fabricación de objetos y productos. La mayoría de analistas la consideran ya una
de las tecnologías más prometedoras y con mayo res posibilidades de expansión
de este siglo, a la par con las energías alternativas.

6. Como ya hemos visto en los diferentes usos que tienen actualmente y que se
están desarrollando para el futuro, seguramente
veremos su división y especialización en tres grande
campos, claramente diferenciados.
Por un lado su desarrollo industrial seguirá buscando
aumentar el volumen de impresión y rapidez, así
como su aplicación tanto en materiales estructurales
convencionales como en otros alternativos. Veremos
por tanto una mayor integración entre los sistemas
aditivos, sustractivos y de cambio de forma, para un
desarrollo más eficaz y con menor gasto de
materiales y energía, tanto en la creación de edificios
como de maquinaría, vehículos y productos de
fabricación masiva, incluyendo dispositivos, ropa y
objetos diversos de uso diario.
La impresión tridimensional como sistema de producción habitual en la
industria hará que la personalización sea algo mucho más habitual y
probablemente la producción en los próximos años empiece a centrarse más en el
usuario, sus necesidades y características individuales, que en la fabricación
masiva, permitiendo un crecimiento más sostenible. El valor añadido se centrará
no en la cantidad sino en el grado de adecuación al usuario.
Dicho todo esto, muchos consideran la impresión tridimensional como la nueva
revolución industrial más allá de la era de la información, pero será la evolución
de esta tecnología y su uso por parte de la sociedad el que marque que ocurrirá
en las próximas décadas.
2. La impresión 3D en la industria automotriz.
Fabricación de piezas
2.1. Grandes empresas
La utilización de herramientas de montaje, a través de impresoras 3D es algo
habitual en Opel, y su utilización en los procesos de
producción se incrementa día a día. Un equipo de 6
personas liderados por el ingeniero de simulación
virtual, Sascha Holl, imprimen piezas de plástico en
Rüsselsheim, las cuales son utilizadas en muchas
plantas de producción de Opel en toda Europa. Más
baratas y rápidas de producir, estas piezas se utilizan en la
planta de Eisenach para el montaje del ADAM y su nuevo
compañero, el ADAM ROCKS. Y esto es solo el comienzo
– los expertos de Opel prevén que el uso de impresoras 3D en la producción de
automóviles se incrementará sustancialmente. “En el futuro, más y más

7. herramientas de montaje 3D serán integradas en el proceso de producción1”,
indica Sascha Holl.
Para la producción del ADAM ROCKS,
que será lanzado en octubre, la planta de
Eisenach utiliza una plantilla específica
hecha a través de impresión 3D para
producir el logotipo del nombre del coche
en la ventana lateral. Y para el
parabrisas, una guía, hecha también
mediante impresión 3D, facilita el montaje
e incrementa la precisión. Otras piezas de
impresora son también utilizadas para ajustar los diferentes cromados o para
instalar el techo de lona corredizo en el ADAM ROCKS. Alrededo r de 40
plantillas, guías y ayudas de este tipo son utilizadas en Eisenach.
Este equipamiento fue desarrollado por ordenador durante la fase de desarrollo
del ADAM ROCKS. “Nos permite adaptar las piezas rápidamente. Si algo cambia
en el coche, podemos modificar la pieza con unos pocos clics”, explica Holl. “Con
el procesos de impresión 3D podemos producir cualquier cosa que imaginemos a
partir de una forma o trazo. A diferencia de las tecnologías convencionales de
fabricación, nosotros no aceptamos ningún tipo de limitación”.
El equipo de ingeniería virtual de Rüsselsheim tampoco se ve limitado a la hora
de fabricar piezas grandes, ya que utilizando una sofisticada tecnología, se
puede, a partir de piezas pequeñas construir otras más grandes. Por ejemplo,
para producir una guía de ayuda para el faldón lateral o el spoiler trasero del
ADAM ROCKS.
Durante la impresión 3D, el plástico se
funde y se establece en capas sucesivas,
cada una tan sólo de 0,25 mm de grosor.
El plástico utilizado es ligero, robusto y
versátil. Los huecos y salientes son
tratados de forma automática con un
material de relleno, que luego es
eliminado convenientemente en una
especie de lavavajillas. “El proceso puede ser comparado con la construcción de
puentes o balaustradas”, indica Holl. “Los elementos altos o que sobresalen
deben ser apuntalados hasta que el material de endurezca. Solo en ese momento
se pueden quitar los elementos de apoyo”.
El pequeño número de plantillas requeridas en el montaje final se hizo con
anterioridad a mano en un proceso de elaboración usando yeso y resina molida.

8. Gracias a la impresión 3D, los costes de producción de estos elementos se ha
reducido hasta en un 90 por ciento. Además, las herramientas impresas están
listas para usar después de sólo unas ocho horas, y son hasta un 70 por ciento
más ligeras. Otra ventaja es que estas ayudas pueden ser procesadas
mecánicamente y químicamente. Por ejemplo, pueden ser perforadas, fresadas,
lijadas, barnizadas y conectadas y combinadas entre sí, incluso entre diferentes
materiales. La modificación y el ajuste de estas piezas pueden llevarse a cabo en
solo unos minutos a través de un PC. “Podemos adaptar las herramientas a
cualquier situación de montaje, así como concebirlas de tal forma que faciliten el
trabajo a nuestros compañeros de la planta”, añade Holl.
La producción del Opel Insignia y el Cabrio también se benefician de la impresión
3D, que también será empleada en el ensamblaje de otros modelos Opel. El
nuevo Corsa, el Vivaro y el Mokka, que comenzará a salir de las líneas de
montaje en Zaragoza a finales de este año, será uno de los modelos construidos
con la ayuda de herramientas de una impresora 3D. Este progresivo aumento
convierte a Opel en líder de la utilización de esta técnica dentro del Grupo GM.
2.2. EMPRESAS INDEPENDIENTES
2.2.1. PROTOTIPOS
2.2.2. EL STRATI (LOCAL MOTORS)
Local Motors logró construir una unidad de un vehículo con aspecto de 'barchetta'
para algunos, atracción de feria para otros, pero que ha hecho sacudirse los
cimientos de una industria que desde los años 70 no ha cambiado
substancialmente su modelo productivo.
La gigantesca impresora de la que salió el chasis y la carrocería, denominada
genéricamente BAAM (Big Area Aditive
Manufacturing) es al mismo tiempo el último
desarrollo de la tecnología de impresión 3D y
el primero de estos dispositivos capaz de
fabricar piezas utilizables para este fin.
Hasta que Cincinnati Incorporated desarrolló
este artefacto en colaboración con el
Laboratorio Nacional de Oak Ridge de EEUU,
el mayor objeto realizado en plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) por
una de estas máquinas era 10 veces más pequeño.
No solo eso, con una capacidad para ir superponiendo capas y capas de este
material –ya curado- a razón de 4 kilogramos la hora, es entre 200 y 500 veces
más rápida que una impresora 3D normal. Por ponerte un ejemplo, BMW llevaba

9. desarrollando una década su técnica para crear piezas de CFRP y, cuando
decidió emplear este material para su serie de vehículos eléctricos, solo tuvo que
invertir unos miles de millones de euros extra en industrializar todo el proceso
para hacer vehículos en serie.
No te pierdas: Fabrican un coche con una
impresora 3D en 44 horas
Por ahora, por supuesto, el acabado del Strati no
se puede comparar al del BMW i3, pero en su
producción se utiliza menos energía y, sobre
todo, prácticamente no hay que reciclar materia
prima alguna porque no se producen desechos.
Y que no se enfaden los señores de BMW,
porque está claro que tampoco el vehículo en sí
se puede comparar. De hecho, en esta primera unidad, todo tiene un aspecto un
tanto cutre. El plástico duro color negro mate se ve como el cartón bajo el sol de
Arizona, el acceso a las plazas no es fácil al no haber puertas y, cuando entras,
tampoco es que se vaya cómodo, ya que esta unidad no dispone de los dos
bacquets rojos que puede llevar como asientos.
Eso sí, el Strati resulta increíblemente sólido y estable gracias a un centro de
gravedad tan bajo como el del Ferrari La Ferrari. Con el motor eléctrico de 59 CV,
las baterías y bastantes más componentes en común con el Renault Twizy que se
fabrica en Valladolid, este coche impreso en 3D que pesa alrededor de 1.000 kg
no ofrece, precisamente, el comportamiento de un deportivo.
Alcanza los 100 km/h raspado, pero es
divertido, sobre todo si sabes que ha salido de
una impresora XXXL. Pero lo mejor de todo, al
menos para Local Motors, es que la inversión
ha sido XXXS para el resultado obtenido: solo
un millón de euros para crear el software en
colaboración con Siemens.
Por supuesto, a todo esto hay que añadirle
unos cuantos miles de horas de trabajo, pero si la BAAM fuera capaz de hacer un
coche cada 4 minutos –y con un poco más de resolución- en lugar de necesitar 44
horas... tiembla industria del motor.
Esta revolución, en todo caso, ya está en marcha: a lo largo de 2015 esperan
tenerlo listo para pasar las exigentes pruebas de coche obligatorias para poder
comercializarlo en EEUU. ¿Su precio? En Local Motors asegura que lo van a
vender por en torno a 14.300 euros y, siempre, después de que haya sido

10. encargado y pagado por su comprador. El plazo de entrega será menor de una
semana: esto sí es producir just-on-time...
Local Motos apuesta por los recursos de código abierto como modelo de negocio,
pero para el primer coche fabricado con
una impresora en 3D que se va a
comercializar ha sido necesario crear un
nuevo ‘software’. Desarrollado en
colaboración con Siemens, este programa
se insertó en una BAAM (Big Area Aditive
Manufacturing), la más grande y rápida
impresora 3D creada hasta la fecha.
Fabricada por Cincinnati Incorporated en
colaboración con el Laboratorio Nacional
de Oak Ridge (EEUU), este dispositivo es capaz de hacer piezas 10 veces
mayores que las más grandes obtenidas hasta la fecha, pero lo mejor es que
puede terminarlas entre 200 y 500 veces más rápido.
No te pierdas: Urbee 2, el primer coche impreso en 3D ya es una realidad
En el caso del Strati, esta impresora que usa un tipo de plástico reforzado con un
30% de fibra de carbono con el que se obtiene una rigidez similar a la que ofrece
el aluminio. Esto posibilita que, por ejemplo, algunas piezas que no requieran de
movilidad puedan acoplarse al coche
directamente atornilladas, aunque
como puedes ver en la imagen
superior, durante la impresión también
se dejaron los huecos para los ejes de
transmisión, por ejemplo. Tras
superponer algo más de 200 capas del
material que conforma carrocería y
chasis, llega la hora de practicar una
serie de orificios para poder acoplar al
Strati el resto de sus componentes.
Esto se hizo con una fresadora industrial guiada por Autocad para asegurar la
imprescindible simetría de todo el tren de rodaje.
Todas las operaciones de acople que puedes ver en las imágenes secuenciadas
a la izquierda se llevaron a cabo en menos de 16 horas por dos equipos de cuatro
personas cada uno. Solamente había que ensamblar motor, baterías, grupos
ópticos, suspensión, barra antivuelco y tren de rodaje al Strati. Además de colocar
las ruedas, al coche de la foto 6 solo le faltan el parabrisas, el acolchado de los
asientos para salir rodando.

11. CONCLUSIÓN
Tras leer toda la investigación, Queda
claro que una de las salidas más
importantes que hay ahora mismo para
las impresoras 3D es la industria
automotriz, apartando las especialidades
como la medicina o la tecnología como
smartphones, cámaras, etc. Así que
volviendo al tema de la industria
automotriz, hay que decir que esto no es
solo un sueño, sino que ya han empezado a fabricarse varios prototipos, como el
anteriormente comentado Strati y automóviles que ya han salido al mercado
español como es el Opel Adam, también comentado en unos de de los apartados
anteriores.
Así que, después de todo este trabajo lo único que espero es que se haya
entendido todo lo que he querido explicar. Es un tema que no es muy complicado
aunque tampoco sencillo, por lo que creo que será de fácil comprensión para
todas las personas que lo hayan leído.

12. WEBGRAFÍA
1. anonimo. (2013). impresora 3d. 2014, de wikipedia Sitio web:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a7/First_replication.jpg/1280px-
First_replication.jpg
2. anonimo. (2013). impresora 3d. 2014, de wikipedia Sitio web:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/56/Reprap_Family_Tree.png/320p
x-Reprap_Family_Tree.png
3. anonimo. (2014). strati. 2014, de wikipedia Sitio web:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ac/Strati_overall.jpg/250px-
Strati_overall.jpg
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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c0/Strati_printing_details.jpg/220p
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Strati_rear_view.jpg
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px-Strati_passenger_side.jpg
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Strati_front.jpg
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http://de.wikipedia.org/wiki/Opel_Adam
12.medialab prado. (2010). impresora 3d. 2014, de flickr Sitio web:
https://www.flickr.com/photos/medialab-prado/5859854503/
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15.anonimo. (2010). impresora de inyeccion. 2014, de wikipedia Sitio web:
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